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满足低频/高频需求5G NR子载波间距具调整弹性
发布日期:2024-09-04 08:05     点击次数:127

3GPP在2018年6月公布5G独立式(SA)新无线电(NR)标准,为全新的5G端到端网路架构奠定基础,确立5G R15的完整规范。然而相较于LTE,5G NR频谱涵盖范围广,包括6GHz以下的频段以及30~300GHz毫米波(mm wave)频段,而为使5G NR能在不同的频段中运作,3GPP也针对5G子载波间距与泄漏功率要求作出调整。

从目前各国的频谱规画与发展来看,5G增强型行动宽频(eMBB)所使用的频段主要分布于6GHz以下以及24.5~29.5GHz、37~43.5GHz。国家仪器市场行销工程师苏育程指出,在6GHz以下的频谱分布状况,与毫米波的频谱分布状况截然不同,6GHz以下的频谱拥挤且分布破碎,而毫米波频谱分布范围则相对较广,因此,两者从标准制定、技术发展到元件设计考量的要点也有所不同。

而为因应不同频宽需求,5G子载波间距具调整弹性。过去4G LTE子载波间距(Subcarrier Spacing)固定为15kHz,然5G频谱涵盖范围相当大,因此3GPP制定一组弹性参数(Numerology)以扩充子载波间距。苏育程进一步说明, 芯片采购平台子载波越密频谱效率也越高,但子载波间距小也较容易受到干扰且难抵抗衰减,因此须考量不同频段特性来调整子载波间距。以6GHz以下的频段来说,会使用15kHz、30kHz及60kHz较窄的子载波间距;而在毫米波频段,为降低相位杂讯造成的干扰,则须使用60kHz、120kHz较宽的子载波间距。

此外,目前无线网路、行动网路以及AM/FM广播等应用所使用的频段都集中在6GHz以下,也造成该频段拥挤、可用频谱破碎的问题。因此,除了重新划分频谱,如何提升频谱效率亦是6GHz以下频段未来的发展重点。苏育程指出,过去在4G LTE的频谱规画中,为避免相邻频谱互相干扰,会预留10%的保护频段(Guard Band)不作使用。而为解决5G 6GHz以下频谱拥挤的问题,3GPP也将泄漏功率的要求提高,只保留2%的保护频段以减少频谱浪费,同时也拟将保护频段划分给窄频技术如NB-IoT使用,提升整体频谱效率。