我們知道，3GPP的規(guī)范從R15版本開始，是對5G系統(tǒng)的研究成果。R15版本已在2019年3月凍結(jié)。那么5G系統(tǒng)的工作頻率的規(guī)劃與安排也將是從R15版本開始的。

一、5G系統(tǒng)的頻段準(zhǔn)備

3GPP在2018年6月對3GPP TS 36.101 V15.3.0 《演進(jìn)的通用地面無線電接入（E-UTRA）; 用戶設(shè)備（UE）無線電傳輸和接收》（R15版本）進(jìn)行了發(fā)布。該文件規(guī)定了E-UTRA用戶設(shè)備的最低射頻特性和最低性能要求。其中，所述的信道安排是基于當(dāng)前規(guī)范發(fā)布中定義的工作頻段（頻帶）和信道帶寬，在未來的版本中可能會考慮其他的工作頻段和信道帶寬。也就是說，它雖然不是正式的5G系統(tǒng)工作頻段，但已經(jīng)為5G系統(tǒng)做了大量的準(zhǔn)備。

規(guī)范中給出的E-UTRA工作頻段與UTRA系統(tǒng)相比，增加了大量的頻段。在UTRA系統(tǒng)中，當(dāng)時(shí)的工作頻段的編號是到43，而在TS 36.101 V15.3.0規(guī)范中已將頻段號擴(kuò)展到85號，最高頻段安排到5150 MHz ~5925 MHz（頻段號B46）。其中，頻段號B33 ~B52安排給TDD雙工模式使用；頻段號B1 ~B32、頻段號B65 ~B76和B85安排給FDD模式使用。另外編號B53~B64號為保留，但暫未規(guī)劃；B77~B84未使用。要詳細(xì)了解3GPP TS 36.101 V15.3.0關(guān)于頻譜頻段安排的詳見下附件1。

附件1：3GPP TS 36.101 V15.3.0關(guān)于E-UTRA工作頻段的安排

欲詳細(xì)了解3GPP 關(guān)于4G（LTE）系統(tǒng)工作頻段的規(guī)劃的請進(jìn)入。

二、5G系統(tǒng)NR的頻率規(guī)劃

依據(jù)3GPP的頻率規(guī)劃，5G系統(tǒng)在不影響4G（E-UTRA）系統(tǒng)的頻率使用時(shí)，也可使用TS 36.101 V15.3.0中規(guī)范的頻率。同時(shí)又規(guī)劃了5G新無線（NR，New Radio，或譯為新空口）的工作頻率。

1、頻率范圍的定義

在3GPP R16版本規(guī)范中，把5G新無線（NR）的頻率范圍（FR，Frequency Ranges）劃分為兩個(gè)頻段，即FR1和FR2。在許多情況下，整個(gè)射頻規(guī)范的要求是針對不同的頻率范圍（FR）分別定義的，因此，目前3GPP規(guī)范的版本，NR可以運(yùn)行的頻率范圍如下表2-1所示。可知，它原則上是依6 GHz頻率為界，FR1稱為中低頻段（低于6 GHz，用Sub-6GHz表示），FR2稱為高頻段（高于6 GHz）。事實(shí)上，FR1的頻率范圍已超出了6GHz；所謂高頻段主要是指毫米波（mmW）頻段。

表2-1：頻率范圍（FR）的定義

2、工作頻段（頻帶）

對于NR的FR1和 FR2，3GPP又定義了各自的不同工作頻段，具體可參見下附件2。該附件2是摘自于3GPP在2021年12月發(fā)布的TS 38.104 V17.4.0《NR ：基站無線發(fā)射與接收（R17）》。注意，在E-UTRA的工作頻段號是以“B”開頭（band），而NR的工作頻段號是以“n”開頭（NR）。由附件可知，此規(guī)范中，FR1的工作頻段編號已從n1~n99（其中有些編號未啟用）；FR2的工作頻段編號是從n259到n262共6個(gè)頻段，均用于TDD雙工模式。需要指出的是，在定義的FR1內(nèi)的工作頻段，除用于FDD和TDD雙工模式外，與E-UTRA相比，NR又多了一種用于“SUL”工作模式的頻段，譯為補(bǔ)充上行（Supplementary Uplink）。

附件2：3GPP TS 38.104 V17.4.0關(guān)于NR工作頻段的安排

欲詳細(xì)了解NR的SUL工作模式介紹的請進(jìn)入。

三、NR的中低頻段

對于中低頻段，3GPP目前專門規(guī)劃了3.3 GHz ~4.2 GHz和4.4 GHz ~5.0 GHz兩個(gè)頻段，成為了5G NR的主力工作頻段。為此，3GPP在2018年上半年陸續(xù)了發(fā)布3GPP TR 38.813到3GPP TR 38.815來規(guī)范5G新無線（NR）的頻率范圍和其技術(shù)要求。

1、頻段號為n77和n78的頻段：3.3 GHz ~4.2 GHz

3GPP在2018年3月，發(fā)布了3GPP TR 38.813 V15.3.0《New frequency range for NR （3.3~4.2 GHz）》（R15版本）。該技術(shù)報(bào)告中規(guī)定了5G NR的新的工作頻段，其頻率范圍為3.3 GHz ~4.2 GHz。并在3.3GHz~4.2 GHz范圍內(nèi)定義了兩個(gè) NR 工作頻帶，頻帶編號分別為n77和n78。支持n78頻段的用戶設(shè)備（UE）不需要支持n77頻段。其頻段定義的范圍如下圖3-1所示；其頻段定義的內(nèi)容如下表3-1-1所示，由表中知，該頻段使用于TDD雙工模式。UE的信道帶寬超集如下表3-1-2所示。

圖3-1：5G NR 3.3 GHz ~4.2 GHz的頻段范圍示意

表3-1-1：5G NR 3.3 GHz ~4.2 GHz的頻段內(nèi)容要求

表3-1-2：UE的信道帶寬設(shè)置

2、頻段號為n79的段：4.4GHz ~5.0 GHz

3GPP在2018年6月，發(fā)布了3GPP TR 38.814 V15.0.0《New frequency range for NR （4.4-5.0 GHz）》（R15版本）。該技術(shù)報(bào)告中規(guī)定了5G NR的另一段新頻段，其頻率范圍為4.4 GHz ~5.0GHz。該頻率范圍主要是考慮到中國和日本國關(guān)于5G頻譜戰(zhàn)略和路線圖，如下圖3-2-1所示。

圖3-2-1：中國和日本國關(guān)于4.4GHz ~5.0 GHz頻譜規(guī)劃

鑒于此，3GPP TR 38.814 V15.0.0將4.4 GHz ~5.0GHz頻段編號定義為n79。其頻段定義的范圍如下圖3-2-2所示；其頻段定義的內(nèi)容如下表3-2-1所示，由表中知，該頻段也使用于TDD雙工模式。n79的可用信道帶寬概述詳見下表3-2-2。

圖3-2-2：5G NR 4.4GHz ~5.0 GHz的頻段范圍示意

表3-2-1：5G NR 4.4GHz ~5.0 GHz的頻段內(nèi)容要求

表3-2-2：n79頻段的信道帶寬

四、NR的毫米波段：24.25-29.5 GHz

1、背景

鑒于ITU-T對5G系統(tǒng)建議的主要適于的應(yīng)用場景，如增強(qiáng)型移動寬帶（eMBB），海量機(jī)器類通信（mMTC）和超可靠和低延遲通信（URLLC），這就需要比當(dāng)前可用的更大的連續(xù)頻譜塊帶寬來實(shí)現(xiàn)這些應(yīng)用。而更重要的是要注意，較高頻帶的特性，例如較短的波長，將更好地使用先進(jìn)的天線系統(tǒng)，包括多輸入多輸出（MIMO）和波束成形技術(shù)，以支持增強(qiáng)的寬帶。通過適當(dāng)?shù)谋O(jiān)管規(guī)定以及改進(jìn)的技術(shù)，充分和及時(shí)地提供頻譜對于支持IMT的未來發(fā)展至關(guān)重要，為了促進(jìn)全球漫游和規(guī)模經(jīng)濟(jì)的好處，非常需要為這些系統(tǒng)協(xié)調(diào)全球頻段和協(xié)調(diào)的頻率安排。

為此，3GPP在2018年6月，發(fā)布了3GPP TR 38.815 V15.0.0《New frequency range for NR（24.5-29.5 GHz）》（R15版本）。之所以把毫米波（mmW）頻段規(guī)劃在24.5~29.5 GHz，是因?yàn)槊绹W洲、韓國、日本和我國等許多國家和地區(qū)已宣布其“5G”頻譜策略和路線圖，頻率范圍是在24.25~29.5 GHz之間，作為部署NR商用系統(tǒng)的關(guān)鍵頻段，其各國的具體頻段規(guī)劃詳見下圖4-1所示。

圖4-1：24.25~29.5 GHz頻率段在相關(guān)國家的5G系統(tǒng)規(guī)劃

2、頻段定義

頻率范圍為24.25 GHz ~ 29.5 GHz的頻段圖示意如下圖4-2所示。在該范圍內(nèi)定義了兩個(gè)頻段，一個(gè)用于26.5 GHz ~29.5 GHz，定義的頻段號為n 257，另一個(gè)用于 24. 25 GHz ~27.5 GHz，定義的頻段號為n258，它們明顯重疊 1 GHz，可以考慮實(shí)現(xiàn)規(guī)模經(jīng)濟(jì)和早期設(shè)備可用性。NR作為一種技術(shù)將隨著時(shí)間的推移而發(fā)展并利用各種頻譜范圍，但這兩個(gè)頻段在 FR2 中得到廣泛支持。其24.25 GHz ~ 29.5 GHz的頻段定義的內(nèi)容如下表4-2所示，由表中知，該頻段也使用于TDD雙工模式。

圖4-2：5G NR 2 4.25 GHz ~ 29.5 GHz頻率范圍示意

表4-2：5G NR 24.25 GHz ~ 29.5 GHz頻段內(nèi)的要求

3、信道編號和信道帶寬

適用于24.25 GHz ~ 29.5 GHz頻率范圍的 NR-ARFCN詳見下表4-3-1。頻率范圍為24.25 GHz ~ 29.5 GHz的同步柵格如下表4-3-2所示，其適用的全球同步信道號（GSCN）條目之間的距離由表中給出的<步長>給出，步長間隔為17.28MHz。

表4-3-1：24.25 GHz ~ 29.5 GHz頻率范圍的 NR-ARFCN

表4-3-2：24.25 GHz ~ 29.5 GHz頻率范圍內(nèi)的SS柵格條目

基站（BS）和用戶設(shè)備（UE）信道帶寬和帶寬組合集的定義分別見于TR 38.817- 02和TR 38.817-01。通過使用 R15中的不同數(shù)據(jù)子載波間隔（SCS），捕獲它們以支持至少50MHz 作為最小信道帶寬并且高達(dá)400MHz作為FR2中的最大信道帶寬。為了將n257和258波段的相同要求應(yīng)用于TS 38.101-2中的表5.3.5 -1，表4-3-3在下表的摘錄中突出顯示。

表4-3-3：24.25 GHz ~ 29.5 GHz頻率范圍的 NR信道帶寬

3GPP在國際上已率先定義了上述5G新無線（NR）的三段新頻率頻帶，為5G系統(tǒng)的推進(jìn)和試驗(yàn)起到了極大的作用，也為ITU在制定5G系統(tǒng)的頻率適于范圍及要求提供了借鑒。我國有關(guān)5G系統(tǒng)的頻率范圍規(guī)劃是與3GPP保持著密切的合作。

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