LTE学习笔记:频带、信道带宽和频点号EARFCN「建议收藏」

LTE学习笔记:频带、信道带宽和频点号EARFCN「建议收藏」转自:https://blog.csdn.net/m_052148/article/details/513222601.频带(Band)所谓频带,指代的是一个频率的范围或者频谱的宽度,即无线解码器的最低工作频率至最高工作频率之间的范围,单位是Hz。为了方便起见,在LTE中,使用数字1-43来表示不同的频带(36101-V10.21.0版本协议),从而指代不同的频率范围。协议36101规…

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转自:https://blog.csdn.net/m_052148/article/details/51322260

1.频带(Band)

所谓频带,指代的是一个频率的范围或者频谱的宽度,即无线解码器的最低工作频率至最高工作频率之间的范围,单位是Hz。为了方便起见,在LTE中,使用数字1-43来表示不同的频带(36101-V10.21.0版本协议),从而指代不同的频率范围。

协议36101规定了目前LTE所有的频带、该频带的频率范围和LTE制式,如下图所示。需要注意的是,频带1-32的上下行频率范围是不重叠的,即上行和下行在不同的频点中传输数据,这种频带也称为“成对频带”(Paired Frequency Band),预留给FDD使用。频带33-43的上下行频率范围一致,这种频带也称为“非成对频带”(Unpaired Frequency Band),预留给TDD使用。

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目前中国移动、联通、电信三家运营商使用的频带范围如下表所示。

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其中TDD的分配情况为:

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FDD的分配情况为:

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从上述运营商的频谱使用表格中可以看到,用作TDD制式的集中在39-41这些高频带中,这种分配既有优点也有缺点。优点是目前其他的无线制式并不在高频带使用,因此干扰较少,同时因高频的频谱资源丰富,也能拿到较多的频谱带宽;缺点就是衰减快。目前我国已经分配的频谱资源情况如下表所示(该表来源于知乎的Fega)。

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2.信道带宽(Channel Bandwidth)

信道带宽限定了允许通过该信道的上下限频率,也即限定了一个频率通带。在一个频带Band中,可以灵活分配若干个不同的信道带宽。LTE系统支持信道带宽灵活可变,有6种可以配置,分别是1.4MHz,3MHz,5MHz,10MHz,15MHz,20MHz。较低的带宽1.4MHz和3MHz,可以方便CDMA2000使用的频谱迁移到LTE,同时帮助促进GSM和TD-SCDMA向LTE的迁移。规定多种带宽的目的是为了适应不同频率的使用场景,比如有些时候可用的频带不足10MHz,那么就可以将LTE系统配置成5MHz使用。

不是所有的信道带宽都可以用作传输数据的资源,在信道带宽的两边会预留部分用于保护带宽,如下图示意。以20MHz带宽为例,一个RB占用12个子载波,每个子载波占15K,那么20MHz的带宽,如果全部用作传输数据的RB的话,可以有110个。但实际进行频谱发射的时候,不可能是一个理论上的矩形窗口,在信道带宽的两个边缘,不可避免的会出现斜边(发射信号功率滚降)。除了1.4MHz带宽之外的所有信道带宽,用于传输资源的RB块占用了90%的信道带宽,因而对于实际的20MHz带宽,可以用来传输数据的RB资源是100个。

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每种带宽用于数据传输的资源RB个数如下所示:

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3GPP也规定了不同频带中可以使用的带宽类型,如下表所示。对于目前中移动、联通、电信使用的TDD频带39、40、41来说,支持的带宽是5MHz、10MHz、15MHz和20MHz。

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3.载波频点号(EARFCN)

为了唯一标识某个LTE系统所在的频率范围,仅用频带和信道带宽这两个参数是无法限定的,比如中移动的频带40占了50M频率范围,而LTE最大的信道带宽是20M,那么在这个50M范围里是没有办法限定这个20M具体在什么位置,这个时候就要引入新的参数:载波中心频率Fc(简称载波频率)。

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通过上图可以看出,通过频带Band、信道带宽Bandwidth和载波频率Fc这三个值,就可以唯一确定LTE系统的具体频率范围了。由于载波频率Fc是一个浮点值,与整形类型相比,不好用于空口的传输,因此在协议制定的时候,使用载波频点号来表示对应的载波频率Fc。

载波频点号,又叫EARFCN,全称是E-UTRA Absolute Radio Frequency Channel Number,绝对无线频率信道号,使用16bit表示,范围是0-65535。因为要用EARFCN来指代载波频率Fc,因此这两个参数之间必须一一对应,可以互相转换。载波频率Fc和EARFCN之间的关系式如下所示,其中Fdl和Ful分别表示下行和上行具体的中心载波频率,Ndl和Nul则分别表示下行和上行的绝对频点号。

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举例说明怎么计算:比如当前LTE系统使用的是频带40,载波频点是2320MHz,那么查表可以得到Fdl_low=2300MHz,Noffs_dl=38650,Ful_low=2300MHz,Noffs_ul=38650。那么代入公式(注意代入时MHz不要转成Hz),可以得到上下行的载波频点号均是38850。

4.非正式的频带说法

有时候我们在看资料文档的时候,会发现存在“频带是850M”、”DCS1800频带”这类说法,这种说法是业内的俗称,并不是一种正式的叫法,它们所指代的频率范围不要与图1中的频带范围相联系。比如“850M频带”一般指代的就是Band5,但从图1中可以看到,Band5的频率范围并不包含850MHz在内。LTE协议规定的频带与通俗叫法的对应关系如下图所示。

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参考文献:

(1)3GPP TS 36.101 V10.21.0 (2015-12) User Equipment (UE) radio transmission and reception

(2)《4G LTE/LTE-Advanced for Mobile Broadband》

(3)https://www.rtr.at/de/tk/FRQ_spectrum/LTE_Bands_Overview

 

 

 

 

 

 

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