LTE系統(tǒng)是3GPP在UTMS系統(tǒng)的演進,因此也稱為E-UMTS,其無線接入子系統(tǒng)稱為E-UTRA。3GPP的R10及以上版本標(biāo)記為LTE-Advanced,被ITU建議為IMT- Advanced的無線接口技術(shù)(RIT)之一。由于UTRA系統(tǒng)有TDD模式和FDD模式之分,自然其演進版本E-UTRA也有TDD和FDD兩種雙工模式。所以LTE系統(tǒng)的工作頻段,要同時考慮到兩種模式的使用。
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一、工作頻段的規(guī)劃
1、3GPP的規(guī)定
根據(jù)3 GPP標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范TS 36.101(UE的發(fā)射與接收)TS 36.104(BS無線電發(fā)射和接收)中的規(guī)定(R10),E-UTRA設(shè)計用于在下表1-1中定義的操作帶中操作。表中的工作頻段編號從1編至44,其中,#1~#25號分配給FDD模式使用,#26~#32號暫空,#33~#43號共11個操作頻帶分配給了TDD模式使用,共占用759MHz帶寬。
表1-1:3GPP定義的LTE系統(tǒng)(E-UTRA)操作頻帶
2、ITU-R的規(guī)劃
對于國際移動通信(IMT)系統(tǒng)的頻譜規(guī)劃,是在ITU-R建議書M.1036中給出的具體安排。ITU-R在1994年3月根據(jù)WRC-92會議的決議,首次發(fā)布了ITU-R建議書M.1036-0《在1885~2025MHz和2110~2200MHz實施IMT-2000的頻率安排考慮》。但直到2012年3月發(fā)布的第4個版本時,ITU-R開始注意為IMT家族的頻譜來安排,已經(jīng)不再是專門針對IMT-2000系統(tǒng)(3G)了,其中同時考慮了IMT-Advanced系統(tǒng)(4G)。此時,其建議書的名稱也變?yōu)?/span>M.1036-4《“無線電規(guī)則”中為IMT確定的頻段內(nèi)實現(xiàn)國際移動通信(IMT)地面部分的頻譜安排》。此后在2019年10月發(fā)布的第6個版本(M.1036-6),又開始包括了IMT-2020系統(tǒng)(5G)。
在2015年ITU-R有對M.1036-4進行了一次修訂。因此,在M.1036-5中,ITU-R對IMT系統(tǒng)的頻譜規(guī)劃,共安排了如表1-2所示的6個頻段。表中同時給出了頻段編號、頻段范圍及《無線電規(guī)則》的注釋編號。同時要求各國主管部門也同樣可以在《無線電規(guī)則》所確定頻段以外的頻段部署IMT系統(tǒng),亦或在《無線電規(guī)則》所確定頻段的一些或其中部分頻段中部署IMT系統(tǒng)。每個頻段的詳細安排(包括頻段內(nèi)頻率安排和TDD/FDD模式的安排等),可參見M.1036-5建議書。
表1-2:ITU-R建議書 M.1036-5為IMT系統(tǒng)規(guī)劃的頻段情況
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3、我國的規(guī)劃與使用
在我國,其4G系統(tǒng)的工作頻譜規(guī)劃與使用安排是遵循上述國際標(biāo)準(zhǔn)化組織的相關(guān)要求的。
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二、TD-LTE系統(tǒng)工作頻率的相關(guān)參數(shù)
關(guān)于TD-LTE系統(tǒng)工作頻率的相關(guān)參數(shù),我國依據(jù)3GPP相關(guān)規(guī)范,編制了相關(guān)的通信行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),只是結(jié)合我國通信網(wǎng)絡(luò)的具體情況而已,因此其相關(guān)參數(shù)基本上是相同的。下面依據(jù)我國的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)介紹下TD-LTE系統(tǒng)工作頻率的相關(guān)參數(shù)。
1、信道帶寬(BW channel)
TD-LTE 系統(tǒng)的工作帶寬以及每種帶寬下可以發(fā)射的無限資源塊(RB) 總數(shù)見表2-1。其中,1.4MHz 和 3MHz 帶寬主要是考慮 GSM 或者 CDMA 系統(tǒng)頻段演進需求而制定的,對于TDD 頻段,一般情況下沒有關(guān)于這兩種帶寬的需求。我國標(biāo)準(zhǔn)中使用了表中后三種信道帶寬,其中15MHz為可選項。
表2-1:E-UTRA TDD 系統(tǒng)的工作帶寬及發(fā)射帶寬內(nèi)的 RB 配置
下圖2-1給出了信道帶寬BW channel和發(fā)射帶寬配置(NRB)之間的關(guān)系示意圖。信道也稱射頻載波,載波寬度等于信道帶寬BW channel,一個射頻載波的中心頻率用Fc表示。信道帶寬邊緣定義為信道的最高、最低頻率,即Fc±BWchannel/2。
圖2-1:一個E-UTRA載波的信道帶寬(BW channel)和發(fā)射帶寬配置(NRB)的定義
2信道間距:
信道間距是指射頻載波中心頻率之間的頻率間隔,它依賴于LTE的實際部署場景、頻段的大小、信道帶寬等因素。標(biāo)準(zhǔn)上規(guī)定兩個LTE載波之間的標(biāo)稱信道間距如下式所示,其中,BWchannel(1)和BWchannel(2)分別是兩個相鄰LTE載波的信道帶寬。信道間距可以在一些特殊部署場景下根據(jù)實際情況進行調(diào)整以達到優(yōu)化系統(tǒng)性能的目的。
標(biāo)稱信道間距=(BWchannel(1) - BWchannel(2))/ 2
3、信道柵格:
信道柵格是指用于調(diào)整LTE載波頻率位置的最小單位。TD-LTE規(guī)范規(guī)定信道柵格為100kHz,因此,TD-LTE載波頻率必須是100kHz的整數(shù)倍。
4、載波頻率與絕對無線頻率信道號(EARFCN):
通信過程中,載波頻率是通過EARFCN(E-UTRA Absolute Radio Frequency Channel Number)指配的。EARFCN的編號范圍為0~65535,其中0~35999預(yù)留給LTE FDD使用,36000~65535分配給TDD使用。載波頻率(F)和EARFCN之間的關(guān)系定義如下式,其中,F low是某頻段的最低頻率;N offs是某頻段EARFCN的最小值。TD-LTE 各頻段EARFCN、Flow 以及N offs的取值詳見下表2-4-1。
F = F low + 0.1×(EARFCN - N offs) (MHz)
表2-4-1:TD-LTE 各頻段EARFCN、Flow 以及N offs的取值
那么,下行載波頻率(單位:MHz)和EARFCN之間由下公式來定義,DL為下行鏈路,N DL是下行E-UTRA絕對無線頻率信道號EARFCN:
F DL = F low-DL + 0.1×(N DL - N offs-DL) (MHz)
上行載波頻率(單位:MHz)和EARFCN之間由下公式來定義,UL為上行鏈路,N UL是上行E-UTRA絕對無線頻率信道號EARFCN:
F UL = F low-UL + 0.1×(N UL - N offs-UL) (MHz)
下表2-4-2所示了E-UTRA上行/下行E-UTRA絕對無線頻率信道號EARFCN。
表2-4-2:上行/下行E-UTRA絕對無線頻率信道號EARFCN
三、TD-LTE系統(tǒng)的射頻特性
TD-LTE系統(tǒng)的無線子系統(tǒng)設(shè)備,包括基站(BS)和用戶終端(UE),其設(shè)備的的射頻特性要求,在3GPP相應(yīng)規(guī)范和我國相應(yīng)的通信行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中作出了具體的要求。
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