3GPP NTN标准的频率和带宽技术要求

先来看一则NTN的新闻：

中兴通讯与中国电信浙江公司、中国电信卫星通信有限公司、中国电信研发院、SpaceIoT合作，在浙江舟山完成了业界首个海洋应用的5G非地面网络（NTN）部署。该系统采用我国自主研发的 "天通 "移动通信卫星，以及NTN 5G 基站和终端，符合3GPP R17中规定的NTN国际标准。实现了海洋和无人岛场景下的星地互动和业务数据传输，包括海洋水质监测、温湿度监测、无人岛应急救援等实时、多终端、多场景的服务能力。

          今天我们接着学习NTN标准的频率和带宽的技术要求。

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NTN卫星频段

无论是IoT NTN还是NR NTN，在3GPP中针对SAN（卫星接入节点）或者UE，划分的卫星使用频段目前都是一致的，即：

频段256：
      上行：1980 MHz  –  2010 MHz；
      下行：2170 MHz  –  2200 MHz；
频段255：
      上行：1626.5 MHz  –  1660.5 MHz；
      下行：1525 MHz  –  1559 MHz；

当前3GPP NTN中规定的卫星接入系统所使用频段范围均属于L（255）和S（256）波段，准确地说是卫星移动业务所使用的L和S波段的子集。卫星波段频段号都是从256 开始按降序编号，目前是256和255两个band，未来还可能会有254。注意在LTE中band号是256和255，如下表：

在NR中，band号为n256和n255，那么从n257往上，就是5G毫米波FR2的频段号了。

我们再来看一下上行和下行频率的间隔TX – RX carrier centre frequency separation，这里比较有趣的是，在256频段，下行（DL）的频率是要比上行（UL）高的，这符合我们在FDD地面蜂窝基站和终端频率分配的普遍认知，由于终端设备需要电池供电，所以省电是第一要务，因此大多数情况下，会把损耗较低的低段频率分给上行。但在卫星通信中，大多数情况并非如此，卫星接入节点或者说空间站由于脱离了地面稳定的供电系统，省电同样变得重要，并且卫星终端如果是地面站的形式往往具备供电条件，所以反而上行（地对空）相比于下行（空对地）适合使用更高的频率。我们可以参看一下FCC卫星通信频率划分-Part25.202。那么在3GPP 255频段，下行（DL）的频率是要比上行（UL）低了101.5MHz。

band 256：下行-上行 = 190 MHz；
band 255：下行-上行 = -101.5MHz；

其中在IoT NTN中UE又分为以下两类：

UE category M1：Cat-M1可以半双工HD-FDD模式和全双工FD-FDD模式运行；
UE category NB1 & NB2：以半双工HD-FDD模式运行；

名词解释：

HD-FDD：half duplex FDD，半双工的FDD，实际上最初的LTE为全双工设计，即FD（full duplex）FDD，因为在全双工模式下更容易操作。但随着物联网类设备IoT/M2M/MTC over LTE成为热门话题，FDD 半双工又浮出水面。这类应用不需要高吞吐量，但需要非常高效的低能耗。使用半双工技术，终端设备可以在不使用时关闭发射机或接收机，从而降低能耗。

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带宽

带宽的定义与地面蜂窝网络的定义是相同的，参考下图为Channel Bandwidth与transmissionbandwidth configuration以及RB的关系：

Channel Bandwidth：是包含了保护间隔Guardband的信道边缘channel edge在内的带宽；
transmission bandwidth configuration：是以RB为基础的最大可配置带宽；

 

 

 

对于上述IoT NTN category M1的卫星终端和卫星接入节点，带宽和NRB的配置数为：

Channel bandwidth BWChannel = 1.4 MHz；
Transmission bandwidth configuration NRB = 6；

对于IoT NTN category NB1 & NB2的卫星终端和卫星接入节点，带宽和NRB的配置数为：

Channel bandwidth BWChannel = 200 kHz；
Transmission bandwidth configuration NRB = 1；
Transmission bandwidth configuration Ntone 15 kHz = 12；
Transmission bandwidth configuration Ntone 3.75 kHz = 48；

其中Ntone可以为15kHz或者更小的3.75kHz资源单元，如下图：

对于NR NTN的SAN及UE的在不同band和SCS下的Channel bandwidth如下表所示：

在不同的信道带宽以及SCS下的最大transmission bandwidth configuration以及最小Guardband如下两张表所示：

编辑：黄飞