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滿足低頻/高頻需求 5G NR子載波間距具調整彈性

文‧吳栢妤 發布日期:2018/08/22 關鍵字:5G5G NR子載波間距毫米波Subcarrier Spacing

3GPP在2018年6月公布5G獨立式(SA)新無線電(NR)標準,為全新的5G端到端網路架構奠定基礎,確立5G R15的完整規範。然而相較於LTE,5G NR頻譜涵蓋範圍廣,包括6GHz以下的頻段以及30~300GHz毫米波(mmWave)頻段,而為使5G NR能在不同的頻段中運作,3GPP也針對5G子載波間距與洩漏功率要求作出調整。

從目前各國的頻譜規畫與發展來看,5G增強型行動寬頻(eMBB)所使用的頻段主要分布於6GHz以下以及24.5~29.5GHz、37~43.5GHz。國家儀器市場行銷工程師蘇育程指出,在6GHz以下的頻譜分布狀況,與毫米波的頻譜分布狀況截然不同,6GHz以下的頻譜擁擠且分布破碎,而毫米波頻譜分布範圍則相對較廣,因此,兩者從標準制定、技術發展到元件設計考量的要點也有所不同。

而為因應不同頻寬需求,5G子載波間距具調整彈性。過去4G LTE子載波間距(Subcarrier Spacing)固定為15kHz,然5G頻譜涵蓋範圍相當大,因此3GPP制定一組彈性參數(Numerology)以擴充子載波間距。蘇育程進一步說明,子載波越密頻譜效率也越高,但子載波間距小也較容易受到干擾且難抵抗衰減,因此須考量不同頻段特性來調整子載波間距。以6GHz以下的頻段來說,會使用15kHz、30kHz及60kHz較窄的子載波間距;而在毫米波頻段,為降低相位雜訊造成的干擾,則須使用60kHz、120kHz較寬的子載波間距。

此外,目前無線網路、行動網路以及AM/FM廣播等應用所使用的頻段都集中在6GHz以下,也造成該頻段擁擠、可用頻譜破碎的問題。因此,除了重新劃分頻譜,如何提升頻譜效率亦是6GHz以下頻段未來的發展重點。蘇育程指出,過去在4G LTE的頻譜規畫中,為避免相鄰頻譜互相干擾,會預留10%的保護頻段(Guard Band)不作使用。而為解決5G 6GHz以下頻譜擁擠的問題,3GPP也將洩漏功率的要求提高,只保留2%的保護頻段以減少頻譜浪費,同時也擬將保護頻段劃分給窄頻技術如NB-IoT使用,提升整體頻譜效率。

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