技术帖来了:5G中的频点计算及实例分析
类别:资讯订阅 文章出处:沃特测试发布时间:2019-08-07 浏览人次:
什么是ARFCN
ARFCN,英文全称Absolute Radio Frequency Channel Number,即绝对无线频道编号,是指在GSM无线系统中用来鉴别特殊射频通道的编号方案。
“ARFCN”一词源自于GSM技术,随着新技术的发展,延伸出其他类似术语,如UMTS / WCDMA的UARFCN,E-UTRAN / LTE的EARFCN,以及现在5G / NR的NR-ARFCN。
计算公式:
FREF = FREF-Offs + ΔFGlobal (NREF – NREF-Offs)
其中,FREF-Offs和NREF-Offs由下表给出,NREF为NR-ARFCN
补充说明:
(1) 信道栅格是频带中相邻载波(信道)之间的距离,也是UE在小区搜索过程中扫描特定band的步长以获得网络所用频率的准确信息。
(2) 3G/4G的信道栅格固定为100k,以此编号ARFCN,且不同Band均受此约束。而5G由于引入更高频段(FR2),且支持不同参数集混合配置,故区分为两种:全局频率栅格(Global frequency raster, ΔFGlobal)和频带信道栅格(Operating bands channel raster, ΔFRaster)。
(3) ΔFGlobal用于定义绝对的NR-ARFCN,取值情况如上表;ΔFRaster是ΔFGlobal的整数倍,用于减小计算量(加快扫描速度),不同的Operating band有不同的NREF计数步长(ΔFRaster),FR1多为15kHz或100kHz。
(4) ARFCN必须是正整数,且需要满足不同频段的整数倍要求,由此,会导致CRB中心位置未必落在载波的中心处。
什么是GSCN
GSCN,英文全称Global Synchronization Channel Number,即全球同步信道号,是用于标记SSB的信道号。
每一个GSCN对应一个SSB的频域位置SSREF(SSB的RB10的第0个子载波的起始频率),GSCN按照频域增序进行编号。
相关图表:
▎SSB的频域位置SSREF与GSCN的关系参考如下表:
NOTE:The default value for operating bands with SCS spaced channel raster is M=3.
同步栅格(Synchronization raster)是5G第一次出现的概念,其目的在于加快终端扫描SSB所在频率位置。
▎3GPP定义了3个同步栅格,如下表:
以n41频段为例,100MHz带宽的载波,SCS=30kHz,有273个RB。如果按照1.2MHz扫描,1200/30=40个SCS,需要扫描273×12/40=82次就能扫完整个载波;如果按照15kHz的信道栅格,则需要扫描6552次才能完成。这显然非常有利于加快UE同步的速度。
▎常见的n41、n77和n78的GSCN如下表:
补充说明:
在确定GSCN时,一般先根据SSB的中心频率确定N值,再根据取整的N值去推算GSCN;但GSCN不是必须的,采用SSB中心频率的ARFCN也是可以的。
GSCN一般用于SA组网模式下加快时频同步速度,为继续解读MIB和SIB1消息;对于NSA则不太需要,RRC重配置消息中已经携带了NR的SSB频点、NR频段以及NR的带宽信息,故终端不需要去扫描NR的SSB。
5G的同异频指的是SSB的中心频点是否相同,在邻区关系配置中,也是配置SSB的中心频点。
相关参数
相比于4G,在5G的各个物理信道(SSB/BWP)位置是灵活可变的,且可能采用不同的子载波带宽(SCS),因此就需要相应的频域参考坐标系。坐标系1以RB为步长,原点叫做参考RB(RRB),通常标记为NCRBXXX;坐标系2以SCS为步长,原点叫做PointA,通常标记为KXXX。需要注意的是,在坐标系概念下,SCS的大小是确定的,FR1固定为15kHz,FR2固定为60kHz。
公共资源块:
Common Resource Block(CRB),是指整个物理载波频率范围内,以固定的子载波间隔(SCS,大小由SCS-SpecificCarrier IE中的subcarrierSpacing指定)将频段划为为多个OFDM子载波,每12个子载波为一个CRB。
部分带宽:
Bandwidth Part(BWP)由连续多个CRB组成,每个UE都有一个初始BWP,最多可以定义4个BWP,但任意时刻只能有一个处于激活状态。不同BWP可以有不同的u值(不同子载波间隔,BWP IE 中的subcarrierSpacing),且各种物理信道(如PUCCH、PDCCH、PUSCH、PDSCH等)的只在BWP局限的范围内定义资源。
Point A:
定义为CRB0的第0个子载波中心对应的频率或ARFCN(L3为absoluteFrequencyPointA,L1为offset-ref-low-scs-ref-PRB)。
同步信号块:
Synchronisation Signal Block(SSB)可以局限本地的SCS取值,由MIB消息中的subCarrierSpacingCommon确定,FR1取值15kHz或30kHz,FR2取值60kHz或120kHz。offsetToPointA指的SSB中的RB0相对CRB0的RB整个数,由于SSB的SCS和CRB的SCS不一定相同且未必按整CRB进行偏移,故需要由ssb-SubcarrierOffset确定剩余的SCS(CRB概念下的SCS)数。
因此对于FR1有:
两个公式:
1. absoluteFrequencyPointA + offsetToPointA×15×12/5 + ssb-SubcarrierOffset×15/5 = absoluteFrequencySSB - 10×12×subCarrierSpacingCommon/5
2. 载波中心ARFCN = absoluteFrequencyPointA + (Ceiling(N_CRB/2)×12+6) × subcarrierSpacing/5
一个计算实例
举例:
下面是一个现网实际NSA组网的RRC Connection Reconfiguration消息:
frequencyInfoDL=[absoluteFrequencySSB= 512964 frequencyBandList=[FreqBandIndicatorNR=41]
absoluteFrequencyPointA=503172
scs_SpecificCarrierList=[SCS_SpecificCarrier=[offsetToCarrier=0 subcarrierSpacing=kHz30 carrierBandwidth=273]
演算:
这是一个n41频段,SCS=30kHz,总CRB数为273个。
Point A频率=503172×5/1000=2515.86MHz
SSB中心频率=512964×5/1000=2564.82MHz
载波中心频率=2515.86+(136×12×30+6×30)/1000=2565MHz
offsetToPointA=(2564820-2515860-10×12×30)/(12×15)=252
Kssb=(2564820-2515860-10×12×30-252×12×15)/15=0
载波下边沿频率=2515.86 - 30kHz / 2 = 2515.853MHz
载波下边保护间隔=2515.853 - (2565 - 50) = 853kHz
载波上边保护间隔=100 - 98.280 - 0.853 = 867kHz
两侧的保护间隔都满足100MHz要求的最小保护间隔为845kHz的要求。
如以SA模式接入该NR小区,那么MIB消息中的ssb-SubcarrierOffset应为0,SIB1消息中的offsetToPointA应为252。
关于中心频点
如上例,载波中心频率为2565MHz,SSB中心频率为2564.82MHz,二者并不完全相同,相差6个30KHz的子载波,ARFCN相差36,即中心频点的ARFCN=512964+36=513000,满足规范要求的步长是6的整数倍。
由此可见,与4G的PSS/SSS同步信道中心必与载波中心、中心频点ARFCN对齐不同,5G的三者之间可能是错开的。这是因为:
1. 由于两端的保护间隔可能不同,故载波ARFCN未必就对应到载波的中心频点。
2. 当总的CRB数为偶数时,SSB中心与载波ARFCN对齐,否则SSB要低6个子载波。
因此,这些差异在参数配置时要特别注意,在gNodeB侧要配置载波的ARFCN,在eNodeB侧要配置NR的SSB ARFCN。
▎二者之间的换算关系,如下表:
▎下附不同载波带宽、不同SCS带宽下的最大可用CRB数,如下表:
同类文章排行
- 佛山沃特推出牙膏综合检测服务,助力产品合规备案
- 佛山沃特推出放射性物质检测服务,守护饮用水“核心”安全
- “粽”磅来袭!沃特食品接触材料检测年中特惠!
- 浓情端午丨沃特食品接触材料检测限时好礼接“粽”而至!
- 聚焦新能源,沃特提供储能电源一站式国际认证服务
- 行业领先!沃特PFAS测试能力升级至294项
- 沃特汽车材料及零部件检测,为汽车电子安全保驾护航
- 电子电器如何快捷进入以色列?沃特 SII 认证服务助您开拓当地市场
- 端午粽子挑花眼?当心买到“返青粽”!
- 收藏!手把手教你看懂食品标签GB7718要求