第18章　射频特性

如第 3 章所述，NR 的射频特性与 5G 的可用频谱以及在这些频谱分配中运行所需的频谱灵活性密切相关。 虽然频谱灵活性一直是前几代移动系统的基石，但对于 NR，这一点变得更加突出。 它由几个组成部分组成，包括在不同规模的频谱分配和不同的频率范围内部署，包括成对和不成对的频段，以及不同频段内和不同频段之间不同频率分配的聚合。 NR 还将能够在同一 RF 载波上使用混合参数集进行操作，并且在频域调度和基站 RF 载波内的设备复用方面将具有比 LTE 更高的灵活性。 正是在 NR 中使用 OFDM，在所需频谱分配的大小和使用的瞬时传输带宽方面提供了灵活性，并实现了频域调度。 在设备中实施有源天线系统 (AAS) 和多个天线已用于 LTE，但在 NR 中更进一步，这将支持现有频段和新毫米波中的大规模 MIMO 和波束成形应用 乐队。 除了对物理层的影响之外，这还会影响 RF 在滤波器、放大器和所有其他用于传输和接收信号的 RF 组件方面的实施，并且必须在定义时还考虑到频谱灵活性。 这些将在第 19 章中进一步讨论。请注意，为了定义 RF 特性，gNB 的物理表示称为基站 (BS)。 基站定义有定义射频要求的接口，可以是天线端口的传导要求，也可以是无线 (OTA) 的辐射要求。

18.1　频谱灵活性的影响

频谱灵活性是 LTE 的一项基本要求，它对如何指定 LTE 具有重大影响。 NR 对频谱灵活性的需求更高，因为 NR 需要运行的频谱多种多样，并且物理层的设计方式可以满足 5G 所需的关键特性。

以下是影响 RF 特性定义方式的一些重要方面：

  • 多样化的频谱分配：3G 和 4G 使用的频谱在操作频率大小、带宽分配、它们的排列方式（配对 和未配对），以及相关的规定是什么。 对于 NR，它将更加多样化，基频从低于 1 GHz 到 40 50 GHz 及以上不等； ITU-R 目前正在研究的最大频率是 86 GHz。 部署 NR 的分配频段大小从 5 MHz 到 3 GHz 不等，包括成对分配和非成对分配，其目的是将一些分配与其他成对频段一起用作补充下行链路或上行链路。 第 3 章描述了计划和正在研究用于 5G 的频谱以及为 NR 定义的相关操作频段。
  • 各种频谱块定义：在不同的频谱分配中，频谱块将被分配用于 NR 部署，通常通过 运营商执照。 块的确切频率边界可能因国家和地区而异，并且必须能够将 RF 载波放置在有效使用块而不浪费频谱的位置。 这对用于放置载体的通道光栅提出了特定要求。
  • LTE-NR 共存：同一频谱中的LTE/NR 共存使得在现有LTE 部署的上行链路和下行链路中部署具有载波内共存的NR 成为可能。 这将在第 17 章中进一步描述。由于共存的 NR 和 LTE 载波需要进行子载波对齐，这对 NR 信道光栅提出了限制，以便对齐 NR 和 LTE 载波的放置。
  • 多个和混合参数集：如第 7.1 节所述，NR 传输方案具有高度灵活性，支持子载波间隔范围为 15 至 240 kHz 的多个参数集，对时域和频域结构具有直接影响。 子载波间隔在传输频谱的滚降方面对 RF 有影响，这会影响传输资源块和为定义 RF 要求而定义的 RF 载波边缘之间所需的保护带（参见第 18.3). NR 还支持同一载波上的混合参数集，这会进一步影响 RF，因为保护频带在 RF 载波的两个边缘可能需要不同。
  • 独立的信道带宽定义：NR 设备通常不使用 BS 的全部信道带宽进行接收或传输，但可以分配所谓的带宽部分（参见第 7.4 节）。 虽然该概念没有任何直接的 RF 含义，但需要注意的是，BS 和设备信道带宽是独立定义的，并且设备带宽能力不必与 BS 信道带宽相匹配。
  • 不同的双工方案：如7.2 节所示，NR 中定义了单帧结构，支持TDD、FDD 和半双工FDD。 如第 3 章所示，为 NR 定义的每个工作频段专门定义了双工方法。一些频段还定义为补充下行链路 (SDL) 或补充上行链路 (SUL)，用于 FDD 操作。 这将在第 7.7 节中进一步描述。

许多为 NR 部署确定的频段是为 IMT 确定的现有频段（见第 3 章），它们可能已经部署了 2G、3G 和/或 4G 系统。 许多频段在一些地区也以“技术中立”的方式定义和监管，这意味着不同技术之间的共存是一项要求。包括 NR 在内的任何移动系统在如此广泛的频段内运行的能力对 RF 要求及其定义方式有直接影响，以支持以下内容：

  • 频段内同一地理区域的运营商之间的共存 ：同一频段的运营商可能会部署 NR 或其他 IMT 技术，例如 LTE、UTRA 或 GSM/EDGE。 在某些情况下，可能还会有非 IMT 技术。 此类共存要求在很大程度上是在 3GPP 内部制定的，但在某些情况下，监管机构也可能定义区域要求。
  • 基站设备在运营商之间的协同定位：在许多情况下，基站设备的部署位置存在限制。 通常，站点必须在运营商之间共享，否则运营商将在一个站点部署多种技术。 这对基站接收器和发射器都提出了额外的要求，以便在靠近其他基站的地方运行。
  • 与相邻频段和跨国界的服务共存：RF 频谱的使用受到复杂的国际协议的监管，涉及许多利益。 因此，需要在不同国家的运营商之间进行协调，并要求与相邻频段的服务共存。 其中大部分由不同的监管机构定义。 在某些情况下，监管机构要求 3GPP 在 3GPP 规范中包含此类共存限制。
  • 同一频段TDD 系统运营商之间的共存：通常由运营商间同步提供，以避免不同运营商的下行链路和上行链路传输之间的干扰。 这意味着所有运营商都需要具有相同的下行链路/上行链路配置和帧同步，这本身并不是 RF 要求，但在 3GPP 规范中隐含地假定了这一点。 非同步系统的 RF 要求变得更加严格。
  • 与版本无关的频段原则：频段按区域划分，每一代移动系统不断增加新的频段。 这意味着 3GPP 规范的每个新版本都将添加新频段。 通过“版本独立”原则，可以设计基于早期版本的 3GPP 规范的设备，支持在以后版本中添加的频段。 第一组 NR 频段（见第 3 章）在版本 15 中定义，其他频段将以与版本无关的方式添加。
  • 频谱分配的聚合：移动系统运营商的频谱分配非常多样化，在许多情况下，这些分配并不包含能够轻松恰好适合一个载波的块。 分配甚至可以是非连续的，由分布在一个或多个频带中的多个块组成。 对于这些场景，NR 规范支持载波聚合，其中可以组合一个频段内或多个频段中的多个载波以创建更大的传输带宽。

18.2　不同频率范围的射频要求

如上文和第 3 章所述，NR 可以运行的频谱分配范围非常广泛。 分配在块大小、信道带宽和支持的双工间隔方面有所不同，但 NR 与前几代真正不同的是需要定义要求的广泛频率范围，其中不仅要求限制而且定义和一致性测试方面可能 在不同的频率下是完全不同的。 频谱分析仪等测量设备在更高频率下变得更加复杂和昂贵，并且对于所考虑的最高频率，包括可能的最高载波频率的谐波，要求甚至可能无法以合理的方式进行测试。 出于这个原因，设备和基站的 RF 要求分为频率范围 (FR)，目前在 3GPP 第 15 版中定义了两个（FR1 和 FR2），如表 18.1 所示。

频率范围的概念并不是一成不变的。 如果添加了现有频率范围之外的新 NR 频段，如果要求与该范围保持一致，则可以扩展其中一个频段以覆盖新频段。 如果与现有 FR 相比存在较大差异，则可以为新频段定义新的频率范围。

图 18.1 中还以对数标度说明了频率范围，其中显示了为 IMT（至少在一个区域）确定的相关频段。 FR1 在第一次 IMT 分配时从 450 MHz 开始，到 6 GHz 结束。 FR2 涵盖了 ITU-R 目前正在研究的 IMT 识别频段的子集（见第 3.1 节）。 该子集以 52.6 GHz 结束，这是 3GPP 第 15 版规范工作范围内的最高频率。所有现有 LTE 频段都在 FR1 范围内，预计 NR 将与 LTE 和许多 FR1 频段中的前几代系统共存 . 只有在通常被称为 3.5 GHz 左右的“中频段”（实际上跨越 3.3 5 GHz）中，NR 才会在更大程度上部署在“新”频谱中，即以前未开发的频谱 用于移动服务。 FR2 涵盖了通常被称为毫米波段的一部分（严格来说，毫米波从 30 GHz 开始，波长为 10 毫米）。 与 FR1 相比，在如此高的频率下，传播特性不同，衍射更小，穿透损耗更高，通常路径损耗更高。 这可以通过在发射器和接收器上使用更多天线元件来补偿，用于具有更高增益的更窄天线波束和大规模 MIMO。 这给出了总体上不同的共存属性，因此导致了不同的 RF 共存要求。 与 FR1 频段相比，FR2 频段的毫米波 RF 实施也将具有不同的复杂性和性能，影响所有组件，包括 A/D 和 D/A 转换器、LO 生成、PA 效率、滤波等。这将在第 19 章中进一步讨论 .

18.3　信道带宽和频谱利用率

如第 3 章所示，为 NR 定义的工作频段具有非常大的带宽变化。可用于上行链路或下行链路的频谱在一些 LTE 重耕频段中可以小至 5 MHz，而在 频率范围 1 中 NR 的“新”频段，以及频率范围 2 中高达数 GHz 的“新”频段。可供单个运营商使用的频谱块通常比这更小。 此外，目前用于其他无线电接入技术（如 LTE）的工作频段向 NR 的迁移通常必须逐步进行，以确保保留足够数量的频谱来支持现有用户。 因此，最初可以迁移到 NR 的频谱量可能相对较小，但随后可能会逐渐增加。 频谱块大小和可能的频谱场景的变化意味着 NR 在支持的传输带宽方面需要非常高的频谱灵活性。 NR 载波的基本带宽称为信道带宽 (BWChannel)，是定义大多数 NR RF 要求的基本参数。 频谱灵活性要求指出 NR 需要在大范围的频域中可扩展。 为了限制实现的复杂性，RF 规范中只定义了一组有限的带宽。 支持从 5 到 400 MHz 的一系列信道带宽。 载波的带宽与频谱利用率有关，频谱利用率是物理资源块占用的信道带宽的分数。 在 LTE 中，最大频谱利用率为 90%，但 NR 的目标是更高的数字，以实现更高的频谱效率。 然而，必须考虑影响 OFDM 波形滚降的参数集（子载波间隔），以及滤波和窗口解决方案的实施。 此外，频谱利用率与可实现的误差矢量幅度 (EVM) 和发射机无用发射有关，还与包括相邻信道选择性 (ACS) 在内的接收机性能有关。 频谱利用率被指定为物理资源块的最大数量 NRB，这将是最大可能的传输带宽配置，为每个可能的信道带宽单独定义。 频谱利用率最终定义的是射频载波每个边缘的保护带，如图 18.2 所示。

在保护带之外，从而在 RF 信道带宽之外，定义了“外部”RF 要求，例如无用发射，而仅在内部定义了对实际 RF 载波（例如 EVM）的要求。 对于信道带宽 BWChannel，保护带将为

其中 NRB 是可能的最大资源块数，Δf 是子载波间隔。 应用于载波每一侧的额外 Δf/2 保护是由于与 RF 信道光栅的关系，它具有基于子载波的粒度并且独立于实际频谱块定义。 因此，可能无法将载波准确地放置在频谱块的中心，并且需要额外的保护来确保满足 RF 要求。 如方程式所示。 (18.1)，保护带和频谱利用率将取决于应用的参数集。 如第 7.3 节所述，由于 NRB 的最大值为 275，因此根据参数集的子载波间隔，可能会有不同的带宽。为了合理利用频谱，也不会使用低于 11 的 NRB 值。 结果是为 NR 定义的一系列可能的信道带宽和相应的频谱使用数量，如表 18.2 所示。

请注意，使用的子载波间隔在频率范围 1 和 2 之间不同。对于最宽的信道带宽，以分数表示的频谱利用率高达 98%，并且在所有情况下均高于 90%，但较小的带宽除外，其中 NRB # 25. 由于信道带宽是为基站和设备独立定义的（见上文和第 7.4 节），基站和设备规格支持的实际信道带宽也会不同。 对于特定带宽，如果基站和设备都支持带宽和子载波间隔的组合，则支持的频谱利用率对于基站和设备是相同的。

18.4　终端射频要求的总体结构

FR1 和 FR2 在共存属性和实现方面的差异意味着 NR 的设备 RF 要求是为 FR1 和 FR2 单独定义的。 有关在设备和基站中使用毫米波技术在 FR2 中的实施方面的更详细讨论，请参阅第 19 章。对于 LTE 和前几代，RF 要求通常被指定为在天线上定义和测量的传导要求 连接器。 由于天线在设备上通常不可拆卸，因此这是在天线测试端口完成的。 FR1 中的设备要求以这种方式定义。 由于在 FR2 中运行的天线元件数量更多以及使用毫米波技术时预期的高集成度，传导要求不再被视为可行。 因此，FR2 将指定辐射要求，并且必须进行 OTA 测试。 虽然这在定义需求时是一个额外的挑战，尤其是对于测试而言，但它被视为 FR2 的必要条件。 对于与同一设备内的其他无线电互通，还将有一组设备要求。 这主要涉及与用于非独立 (NSA) 操作的 E-UTRA 互通以及用于载波聚合的 FR1 和 FR2 无线电之间的互通。 最后，还有一组设备性能要求，它设置了设备接收器物理信道在一系列条件下的基带解调性能，包括在不同环境中的传播。

由于不同类型要求之间的差异，设备射频特性的规范分为四个不同的部分，其中设备在 3GPP 规范中称为用户设备 (UE)：

  • TS 38.101-1 [5]：UE 无线电传输 和接待处，FR1；
  • TS 38.101-2 [6]：UE 无线电传输和接收，FR2；
  • TS 38.101-3 [7]：UE无线电传输和接收，与其他无线电互通；
  • TS 38.101-4 [8]：UE 无线电传输和接收，性能要求。 FR1 的传导 RF 要求在第 18.6 和 18.11 节中描述。

18.5　基站射频要求的总体结构

18.5.1　NR基站射频传导要求和辐射要求

对于移动系统的持续发展，AAS 变得越来越重要。 虽然多年来曾多次尝试开发和部署具有不同类型无源天线阵列的基站，但一直没有与此类天线系统相关的特定 RF 要求。 由于一般在基站 RF 天线连接器上定义了 RF 要求，因此天线也未被视为基站的一部分，至少从标准化的角度来看是这样。 在天线连接器处指定的要求称为传导要求，通常定义为在天线连接器处测量的功率电平（绝对或相对）。 法规中的大多数排放限制被定义为传导要求。 另一种方法是定义辐射要求，评估时包括天线，通常考虑特定方向的天线增益。 辐射要求需要更复杂的 OTA 测试程序，例如使用电波暗室。 通过 OTA 测试，可以评估整个 BS 的空间特性，包括天线系统。 对于具有 AAS 的基站，发射器和接收器的有源部分可能是天线系统的一个组成部分，在天线连接器处保持传统的要求定义并不总是合适的。 为此，3GPP 在第 13 版中针对 AAS 基站制定了一套适用于 LTE 和 UTRA 设备的独立射频规范中的射频要求。 对于 NR，辐射 RF 要求和 OTA 测试从一开始就成为规范的一部分，在 FR1 和 FR2 中都是如此。 因此，AAS 的大部分工作已直接纳入 NR 规范。 NR 基站 RF 规范 [4] 中并未使用术语 AAS，但是为不同的 BS 类型定义了要求。 AAS BS 要求基于通用的 AAS BS 无线电架构，如图 18.3 所示。

该架构由一个收发器单元阵列组成，该阵列连接到一个包含无线电分布网络和天线阵列的复合天线。 收发器单元阵列包含多个发射器和接收器单元。 它们通过收发器阵列边界 (TAB) 上的多个连接器连接到复合天线。 这些 TAB 连接器对应于非 AAS 基站上的天线连接器，并用作传导要求的参考点。 无线电分配网络是无源的，它将发射器输出分配到相应的天线元件，反之亦然用于接收器输入。 请注意，AAS BS 的实际实施在不同部分的物理位置、阵列几何形状、使用的天线元件类型等方面可能看起来不同。基于图 18.3 中的架构，有两种类型的要求：

  • 针对单个或一组 TAB 连接器的每个 RF 特性定义了传导要求。 传导要求的定义方式使得它们在某种意义上“等效”于非 AAS 基站的相应传导要求，即系统的性能或对其他系统的影响预计是 相同的。
  • 辐射要求在天线系统的远场定义为OTA。 由于在这种情况下空间方向变得相关，因此每个要求都详细说明了它是如何应用的。 辐射要求是参考远场区域某处的辐射界面边界 (RIB) 定义的。

18.5.2　NR不同频率范围的基站类型

为满足 RF 要求，必须考虑多种不同的基站设计可能性。 首先在 FR1 中，有以类似于“经典”3G 和 4G 基站的方式构建的基站，带有天线连接器，通过天线连接器连接外部天线。 然后我们有带 AAS 的基站，但仍然可以访问天线连接器以定义和测试某些 RF 要求。 最后，我们拥有高度集成天线系统的基站，由于没有天线连接器，所有要求都必须通过 OTA 进行评估。 假定在使用毫米波技术实现天线系统的 FR2 中，仅需要指定后一种类型的基站。 3GPP 已根据上述假设定义了四种基站类型，参考上面图 18.3 中定义的架构：

  • BS 类型 1-C：在 FR1 中运行的 NR 基站，仅根据在各个天线连接器上定义的传导要求指定 .
  • BS 类型 1-O：在 FR1 中运行的 NR 基站，仅根据 RIB 中定义的传导 (OTA) 要求指定。
  • BS 类型 1-H：在 FR1 下运行的 NR 基站，指定了一组“混合”要求，包括在单个 TAB 连接器上定义的传导要求和在 RIB 上定义的一些 OTA 要求。
  • BS 类型 2-O：在 FR2 中运行的 NR 基站，仅根据 RIB 中定义的传导 (OTA) 要求指定。

BS 类型 1-C 的要求定义方式与 UTRA 或 LTE 传导要求相同。 这些在第 18.6 和 18.11 节中有描述。 BS type 1-H 对应于 3GPP Release 13 中为 LTE/UTRA 指定的第一类 AAS 基站，其中定义了两个辐射要求（辐射发射功率和 OTA 灵敏度），而所有其他定义为传导要求，如所述 在第 18.6 和 18.11 节中。 许多传导要求，例如无用发射限制，是针对 BS 类型 1-H 分两步定义的。 首先定义了一个基本限制，它与 BS 类型 1-C 的单个天线连接器的传导限制相同，因此相当于 BS 类型 1-H 的 TAB 连接器的限制。 在第二步中，通过基于活动发射器单元数量的比例因子，将基本限制转换为 RIB 处的辐射限制。 缩放比例上限为 8 (9 dB)，这是用于定义某些监管限制的天线元件的最大数量。 请注意，最大缩放比例可能因地区法规而异。 BS 类型 1-O 和 BS 类型 2-O 的所有要求都定义为辐射。 BS 类型 1-O 有许多参考相应的 FR1 传导要求定义的要求，其中无用发射限制也适用于 BS 类型 1-H 的比例。 FR1 和 FR2 在共存属性和实现方面的总体差异意味着 BS 类型 2-O 定义了单独的 FR2 要求，在许多情况下与 BS 类型 1-O 的 FR1 要求不同。 第 18.12 节给出了用于 BS 类型 1-O 和 2-O 以及某种程度上用于 BS 类型 1-H 的辐射要求的概述。

18.6　NR射频传导要求概述

射频要求定义了基站或设备的接收器和发射器射频特性。 基站是在一个或多个天线连接器上发送和接收射频信号的物理节点。 请注意，NR 基站与 gNB 不同，gNB 是无线接入网络中相应的逻辑节点（参见第 6 章）。 该设备在所有 RF 规范中都表示为 UE。 传导 RF 要求针对 FR1 中的操作频段进行了定义，而仅针对 FR2 中的辐射 (OTA) 要求进行了定义（请参阅第 18.12 节）。 为 NR 定义的传导射频要求与为 LTE 或任何其他无线电系统定义的要求基本相同。 一些要求也基于监管要求，并且与系统类型相比，更关注操作频段和/或系统部署地点。 NR 的特别之处在于灵活的信道带宽和系统的多种参数集，这使得一些要求的定义更加复杂。 这些特性对发射机对无用发射的要求具有特殊意义，其中国际法规中限制的定义取决于信道带宽。 对于基站可以使用多个信道带宽运行并且设备可以改变其运行的信道带宽的系统，这样的限制更难定义。 灵活的基于 OFDM 的物理层的属性也对指定发射机调制质量以及如何定义接收机选择性和阻塞要求有影响。 请注意，如第 18.3 节所述，信道带宽通常对于 BS 和设备是不同的。 为设备定义的发射器要求类型与为基站定义的类型非常相似，并且要求的定义通常相似。 然而，设备的输出功率水平要低得多，而对设备实施的限制要高得多。 所有电信设备都面临着成本和复杂性方面的紧迫压力，但由于整个市场规模每年接近 20 亿台设备，这对设备来说更为明显。 如果在设备和基站之间定义要求的方式存在差异，则在本章中将它们分开处理。 参考文献中描述了 NR 传导射频要求的详细背景。 [74] 和 [75]。 参考文献中指定了基站的传导射频要求。 [4] 和参考文献中的设备。 [5]. 射频要求分为发射器和接收器特性。 还有基站和设备的性能特征，它们定义了不同传播条件下所有物理信道的接收器基带性能。 这些并不是严格的 RF 要求，尽管性能在某种程度上也取决于 RF。 每个 RF 要求都在 NR 测试规范中为基站和设备定义了相应的测试。 这些规范定义了表明符合 RF 和性能要求所需的测试设置、测试程序、测试信号、测试容差等。

18.6.1　发射机传导特性

发射机特性定义了对从设备和基站传输的有用信号的 RF 要求，也定义了传输载波之外不可避免的无用发射的 RF 要求。

这些要求主要分为三个部分：

  • 输出功率水平要求为最大允许发射功率、功率水平的动态变化以及在某些情况下为发射机关闭状态设定了限制；
  • 传输信号质量要求定义了传输信号的“纯度”以及多个发射机分支之间的关系；
  • 无用发射要求对传输载波以外的所有发射设置了限制，并与监管要求和与其他系统的共存紧密相关。

根据以上定义的三个部分排列的设备和基站发射机特性列表如表 18.3 所示。 可以在本章后面找到对特定要求的更详细描述。

18.6.2　接收机传导特性

NR 的接收器要求集与为 LTE 和 UTRA 等其他系统定义的要求非常相似。

接收器特性基本上分为三个部分：

  • 接收有用信号的灵敏度和动态范围要求；
  • 接收机对干扰信号的敏感性定义了接收机对不同频率偏移的不同类型干扰信号的敏感性；
  • 还为接收器定义了无用发射限值。

根据上面定义的三个部分排列的设备和基站接收器特性列表如表 18.4 所示。 可以在本章后面找到对每个要求的更详细描述。

18.6.3　区域性要求

RF 要求及其应用存在许多区域差异。 这些变化源于不同地区和地方对频谱及其使用的规定。 如上所述，最明显的区域差异是不同的频段及其使用。 许多区域射频要求也与特定频段相关。 当存在关于杂散发射等区域性要求时，该要求应反映在 3GPP 规范中。 对于基站，它作为可选要求输入并标记为“区域性”。 对于设备，相同的过程是不可能的，因为设备可能在不同区域之间漫游，因此必须满足与使用频段的区域中的操作频段相关的所有区域要求。 对于 NR（以及 LTE），这比 UTRA 更复杂，因为使用的发射器（和接收器）带宽存在额外变化，使得某些区域要求难以作为强制性要求得到满足。 因此，为 NR 引入了 RF 要求的网络信令概念，其中可以在呼叫建立时通知设备当设备连接到网络时某些特定的 RF 要求是否适用。

18.6.4　通过网络信令通知特定频段的终端要求

对于设备，支持的信道带宽是 NR 工作频段的函数，也与发射器和接收器 RF 要求有关。 原因是在具有最大功率和大量传输和/或接收资源块的组合的条件下，一些 RF 要求可能难以满足。 在 NR 和 LTE 中，当特定网络信令值 (NS_x) 作为小区切换或广播消息的一部分发送给设备时，一些额外的 RF 要求适用于设备。 出于实施原因，这些要求与 RF 参数的限制和变化有关，例如设备输出功率、最大信道带宽和传输资源块的数量。 要求的变化与设备 RF 规范中的 NS_x 一起定义，其中每个值对应于特定条件。 所有波段的默认值为 NS_01。 NS_x 值与称为附加最大功率降低 (AMPR) 的允许功率降低有关，并且可以申请使用特定最小数量的资源块进行传输，这也取决于信道带宽。

18.6.5　基站等级

为了适应基站的不同部署场景，NR基站有多套RF要求，每套适用于一个基站类别。 当为 NR 推导出 RF 要求时，引入了用于宏蜂窝、微蜂窝和微微蜂窝场景的基站类别。 术语宏、微和微微与部署场景相关，在 3GPP 中不用于识别基站类别，而是使用以下术语：

  • 广域基站：此类基站用于宏蜂窝场景 ，BS 到设备沿地面的最小距离等于 35 m。 这是具有高塔或屋顶上方安装的典型大型小区部署，提供广域室外覆盖，但也提供室内覆盖。
  • 中程基站：此类基站适用于微小区场景，BS 到设备的最小地面距离为 5 m。 典型的部署是室外屋顶下安装，提供室外热点覆盖和穿墙的室外到室内覆盖。
  • 局域基站：此类基站适用于微微蜂窝场景，定义为基站到设备的最小地面距离等于 2 m。 典型的部署是室内办公室和室内/室外热点，BS 安装在墙壁或天花板上。

与广域基站相比，局域和中程基站类别对许多要求进行了修改，这主要是由于假定基站到设备的最小距离更短，从而提供了更低的最小耦合损耗：

  • 最大基站功率 中程基站的输出功率限制为 38 dBm，局域基站的输出功率限制为 24 dBm。 该功率是按天线和载波定义的。 没有为广域基站定义最大基站功率。
  • 频谱模板（工作频段无用发射）对中等范围和本地区域具有较低的限制，与较低的最大功率水平一致。
  • 中距离和本地区域的接收器参考灵敏度限制更高（更宽松）。 接收器动态范围和信道内选择性 (ICS) 也相应调整。
  • 与广域BS 相比，放宽了中程和局部区域共址的限制，对应于放宽了基站的参考灵敏度。
  • 调整接收器对干扰信号敏感度的所有中程和局部区域限制，以考虑更高的接收器灵敏度限制和更低的假设最小耦合损耗（基站到设备）。

18.7　传导输出功率电平要求

18.7.1　基站输出功率和动态范围

基站没有通用的最大输出功率要求。 然而，正如上面对基站类别的讨论中提到的，中程基站的最大输出功率限制为 38 dBm，局域基站的最大输出功率限制为 24 dBm。 除此之外，还有一个指定的公差，定义了实际最大功率可能偏离制造商声明的功率水平的程度。 基站还具有资源元素的总功率控制动态范围的规范，定义了应该可以配置的功率范围。 基站总功率也有动态范围要求。 对于 TDD 操作，为基站输出功率定义了功率模板，定义了上行链路子帧期间的关闭功率电平以及发射器开启和关闭状态之间的发射器瞬变周期的最大时间。

18.7.2　终端输出功率和动态范围

设备输出功率水平定义为三个步骤：

  • UE 功率等级定义了 QPSK 调制的标称最大输出功率。 它可能在不同的工作频段中有所不同，但目前所有频段的主要设备功率等级都设置为 23 dBm。
  • 最大功率降低(MPR) 为使用的调制和资源块分配的某些组合定义了允许的最大功率水平降低。
  • 额外的最大功率降低(A-MPR) 可能适用于某些地区，并且通常与特定的发射机要求相关，例如地区发射限制和某些载波配置。 对于每组这样的要求，都有一个关联的网络信令值 NS_x，它标识允许的 A-MPR 和关联的条件，如第 18.6.4 节所述。

最小输出功率电平设置定义了器件动态范围。 有发射器关闭功率电平的定义，适用于不允许设备发射的情况。 还有一个指定的通用开/关时间掩码，以及用于 PRACH、PUCCH、SRS 和 PUCCH/PUSCH/SRS 转换的特定时间掩码。 设备发射功率控制是通过对初始功率设置的绝对功率容差、两个子帧之间的相对功率容差以及功率控制命令序列的聚合功率容差的要求来指定的。

18.8　发射信号质量

传输信号质量要求指定传输的基站或设备信号在信号域和频域中偏离“理想”调制信号的程度。 传输信号的损伤是由发射器 RF 部件引入的，其中 PA 的非线性特性是主要原因。 通过对 EVM 和频率误差的要求评估基站和设备的信号质量。 另一个设备要求是设备带内发射。

18.8.1　EVM和频率误差

虽然信号质量测量的理论定义非常简单，但实际评估是一个非常复杂的过程，在 3GPP 规范中有非常详细的描述。 原因是它变成了一个多维优化问题，其中找到了时间、频率和信号星座的最佳匹配。 EVM 是调制信号星座中误差的度量，被视为活动子载波上误差向量的均方根，考虑了调制方案的所有符号。 它表示为与理想信号功率相关的百分比值。 如果发射器和接收器之间的信号没有额外的损伤，则 EVM 从根本上定义了接收器可以达到的最大 SINR。 由于接收器可以去除传输信号的一些损伤，例如时间色散，因此在循环前缀去除和均衡之后评估 EVM。 这样，EVM 评估包括接收器的标准化模型。 EVM 评估产生的频率偏移被平均并用作传输信号频率误差的度量。

18.8.2　终端带内发射

带内发射是信道带宽内的发射。 该要求限制了设备可以向信道带宽内的未分配资源块传输多少资源。 与带外 (OOB) 发射不同，带内发射是在循环前缀移除和 FFT 之后测量的，因为这是设备发射器影响实际基站接收器的方式。

18.8.3　基站时间对齐

若干 NR 功能要求基站从两个或多个天线进行传输，例如发射机分集和 MIMO。 对于载波聚合，也可以从不同的天线发送载波。 为了使设备能够正确地接收来自多个天线的信号，任何两个发射器分支之间的定时关系根据发射器分支之间的最大时间对准误差来指定。 最大允许误差取决于发射器分支中的特性或特性组合。

18.9　无用发射传导要求

在 ITU-R 建议 [42] 中，发射机的无用发射分为 OOB 发射和杂散发射。 OOB 发射被定义为频率接近 RF 载波的发射，这是由调制过程产生的。 杂散发射是 RF 载波之外的发射，可以在不影响相应信息传输的情况下减少。 杂散发射的例子有谐波发射、互调产物和频率转换产物。 通常定义 OOB 发射的频率范围称为 OOB 域，而杂散发射限值通常在杂散域中定义。 ITU-R 还定义了 OOB 和杂散域之间的边界，其频率与载波中心的间隔为必要带宽的 2.5 倍，对应于 NR 信道带宽的 2.5 倍。 这种需求划分很容易应用于具有固定信道带宽的系统。 然而，对于灵活带宽系统 NR 来说，这确实变得更加困难，这意味着要求适用的频率范围将随信道带宽而变化。 3GPP 中定义边界所采用的方法与基站和设备要求略有不同。 OOB 发射和杂散发射之间的建议边界设置为信道带宽的 2.5 倍，来自载波的三阶和五阶互调产物将落入 OOB 域内，这将覆盖每一侧信道带宽两倍的频率范围 承运人的。 对于 OOB 域，为基站和设备定义了两个重叠的要求：频谱发射模板 (SEM) 和相邻信道泄漏比 (ACLR)。 这些的细节在下面进一步解释。

18.9.1　实现因素

OFDM 信号的频谱在传输带宽配置之外衰减得相当缓慢。 由于 NR 的传输信号占据了高达 98% 的信道带宽，因此无法使用“纯”OFDM 信号直接在信道带宽之外满足无用发射限制。 然而，用于实现发射器要求的技术并未在 NR 规范中指定或强制执行。 时域加窗是基于 OFDM 的传输系统中常用的一种控制频谱辐射的方法。 总是使用滤波，基带信号的时域数字滤波和射频信号的模拟滤波。 还必须考虑用于放大 RF 信号的功率放大器 (PA) 的非线性特性，因为它是信道带宽之外的互调产物的来源。 可以使用功率回退以提供更线性的 PA 操作，但代价是功率效率较低。 因此，功率回退应保持在最低限度。 为此，可以采用额外的线性化方案。 这些对于基站来说尤其重要，因为基站对实施复杂性的限制较少，并且使用高级线性化方案是控制频谱发射的重要组成部分。 这种技术的例子有前馈、反馈、预失真和后失真。

18.9.2　带外域的发射模板

发射模板定义了必要带宽之外允许的 OOB 频谱发射。 如上所述，对于 NR 基站和设备，在定义 OOB 发射和杂散发射之间的频率边界时如何考虑灵活的信道带宽是不同的。 因此，发射掩模也基于不同的原理。

18.9.2.1 基站工作频段无用发射限值

对于 NR 基站，OOB 和杂散域之间的边界随着信道带宽的变化而隐式变化的问题通过不定义显式边界来解决。 该解决方案是 NR 基站的工作频段无用发射 (OBUE) 的统一概念，而不是通常为 OOB 发射定义的频谱掩模。 工作频带无用发射要求适用于整个基站发射机工作频带，加上每侧额外的 10 40 MHz，如图 18.4 所示。

根据 ITU-R 建议 [42]，该范围之外的所有要求均由监管杂散发射限值设定。 如图 18.4 所示，大部分工作频带无用发射是在一个频率范围内定义的，对于较小的信道带宽，可以在杂散域和 OOB 域中。 这意味着可能在杂散域中的频率范围限制也必须与 ITU-R 的监管限制保持一致。 掩码的形状对于所有信道带宽都是通用的，因此掩码必须与从信道边缘开始 10 40 MHz 的 ITU-R 限制保持一致。 工作频段无用发射定义为 100 kHz 测量带宽，并在很大程度上与 LTE 的相应模板一致。 在基站载波聚合的情况下，OBUE 要求（与其他 RF 要求一样）适用于任何多载波传输，其中 OBUE 将相对于 RF 带宽边缘的载波进行定义。 在非连续载波聚合的情况下，子块间隙内的 OBUE 部分计算为来自每个子块的贡献的累积和。 还定义了特殊限制，以满足 FCC（联邦通信委员会，第 47 条）针对美国使用的操作频段和 ECC 针对某些欧洲频段制定的特定规定。 除了工作频带无用发射限制之外，这些被指定为单独的限制。

18.9.2.2 设备频谱发射模板

出于实施原因，不可能定义不随信道带宽变化的通用设备频谱掩码，因此 OOB 限制和杂散发射限制的频率范围不遵循与基站相同的原则。

如图 18.5 所示，SEM 从通道边缘延伸到一个分离 ΔfOOB。 对于 5 MHz 信道带宽，该点对应于 ITU-R 推荐的必要带宽的 250%，但对于更高的信道带宽，该点设置为接近 250%。 SEM 被定义为一个通用掩模和一组附加掩模，可用于反映不同区域的要求。 每个附加的区域掩码都与特定的网络信令值 NS_x 相关联。

18.9.3　邻道泄漏比

除了频谱发射掩模外，OOB 发射由 ACLR 要求定义。 ACLR 概念对于分析在相邻频率上运行的两个系统之间的共存非常有用。 ACLR 定义了指定信道带宽内传输的功率与相邻信道上传输的无用发射功率之比。 相应的接收机要求称为 ACS，它定义了接收机抑制相邻信道信号的能力。

ACLR 和 ACS 的定义如图 18.6 所示，用于相邻信道中接收到的有用信号和干扰信号。 干扰信号在有用信号接收器处的无用发射泄漏由 ACLR 给出，有用信号接收器抑制相邻信道中干扰信号的能力由 ACS 定义。 这两个参数组合在一起时定义了相邻信道上两个传输之间的总泄漏。 该比率称为相邻信道干扰比 (ACIR)，定义为由于发射器 (ACLR) 和接收器 (ACS) 而在一个信道上传输的功率与接收器在相邻信道上接收到的总干扰之比 瑕疵。 相邻信道参数之间的这种关系是[11]：

ACLR和ACS可以为两个相邻信道定义不同的信道带宽，这是由于带宽灵活性而为NR设置的一些要求的情况。 当量。 (18.2) 也将适用于不同的信道带宽，但前提是使用相同的两个信道带宽来定义公式中使用的所有三个参数 ACIR、ACLR 和 ACS。 NR 设备和基站的 ACLR 限制是基于对 NR 与相邻载波上的 NR 或其他系统共存的广泛分析 [11] 得出的。 对于 NR 基站，具有相同信道带宽的 NR 接收机的相邻信道和相邻 LTE 接收机都有 ACLR 要求。 NR BS 的 ACLR 要求设置为 45 dB。 这比 ACS 对设备的要求要严格得多，根据方程式。 (18.2) 意味着在下行链路中，设备接收器性能将是 ACIR 的限制因素，因此也是基站和设备之间共存的限制因素。 从系统的角度来看，这种选择具有成本效益，因为它将实现的复杂性转移到了 BS，而不是要求所有设备都具有高性能 RF。 在基站载波聚合的情况下，ACLR（与其他 RF 要求一样）适用于任何多载波传输，其中 ACLR 要求将针对 RF 带宽边缘的载波进行定义。 在子块间隙非常小以至于间隙边缘的 ACLR 要求将“重叠”的非连续载波聚合的情况下，为间隙定义了特殊的累积 ACLR 要求 (CACLR)。 对于 CACLR，来自子块间隙两侧的载波的贡献被计入 CACLR 限制。 CACLR 限制与基站的 ACLR 相同，为 45 dB。 设备的 ACLR 限制是通过假定的 NR 和相邻信道上假定的 UTRA 接收器设置的。 在载波聚合的情况下，设备 ACLR 要求适用于聚合信道带宽，而不是每个载波。 NR 设备的 ACLR 限制设置为 30 dB。 与根据方程式 BS 的 ACS 要求相比，这是相当宽松的。 (18.2) 意味着在上行链路中，设备发射机性能将是 ACIR 的限制因素，因此也是基站和设备之间共存的限制因素。

18.9.4　杂散发射

基站杂散发射的限值取自国际建议 [42]，但仅在如图 18.4 所示的工作频段无用发射限值频率范围之外的区域定义，即在与基站分离的频率上 基站发射机工作频带至少增加 10 40 MHz。 还有其他区域或可选限制，用于保护 NR 可能与之共存甚至共处的其他系统。 这些附加杂散发射要求中考虑的其他系统示例包括 GSM、UTRA FDD/TDD、CDMA2000 和 PHS。 为 SEM 覆盖的频率范围之外的所有频率范围定义了设备杂散发射限值。 这些限制通常基于国际法规 [42]，但对于设备漫游时与其他频段共存也有额外要求。 额外的杂散发射限制可以具有相关联的网络信令值。 此外，还为接收器定义了基站和设备发射限制。 由于接收器发射主要由发射信号决定，因此接收器杂散发射限值仅适用于发射器未激活时，以及发射器激活时（对于具有单独接收器天线连接器的 NR FDD 基站）。

18.9.5　占用带宽

占用带宽是一些地区（例如日本和美国）对设备指定的法规要求。 它最初由 ITU-R 定义为最大带宽，超出该带宽的发射不超过总发射的一定百分比。 对于 NR，占用带宽等于信道带宽，在信道带宽之外最多允许 1% 的发射（每侧 0.5%）。

18.9.6　发射机互调

RF 发射器的另一个实现方面是发射信号与在基站或设备附近发射的另一个强信号之间互调的可能性。 为此，需要发射机互调。 对于基站，该要求基于与同一位置的其他基站发射机的静止场景，其发射信号出现在指定基站的天线连接器处，但衰减了 30 dB。 由于它是一个固定场景，因此不允许有额外的无用发射，这意味着所有无用发射限制也必须在存在干扰源的情况下得到满足。 对于设备，基于另一个设备传输的信号出现在指定设备的天线连接器处但衰减了 40 dB 的场景，也有类似的要求。 该要求指定了所产生的互调产物低于传输信号的最小衰减。

18.10　传导灵敏度和动态范围

参考灵敏度要求的主要目的是验证接收机噪声系数，这是衡量接收机射频信号链降低接收信号 SNR 程度的指标。 为此，选择使用 QPSK 的低 SNR 传输方案作为参考灵敏度测试的参考通道。 参考灵敏度定义为接收器输入电平，其中吞吐量是参考通道最大吞吐量的 95%。 对于设备，参考灵敏度是为全信道带宽信号定义的，所有资源块都分配给有用的信号。 动态范围要求的目的是确保接收器也可以在比参考灵敏度高得多的接收信号电平下工作。 假设基站动态范围的场景是存在增加的干扰和相应的更高有用信号电平，从而测试不同接收机损伤的影响。 为了对接收机进行压力测试，采用了使用 16QAM 的更高 SNR 传输方案进行测试。 为了进一步对接收器施加更高的信号电平，将电平高于假定本底噪声 20 dB 的干扰 AWGN 信号添加到接收信号中。 设备的动态范围要求被指定为满足吞吐量要求的最大信号电平。

18.11　接收机对干扰信号的敏感性

对基站和设备有一系列要求，定义了接收器在存在更强干扰信号的情况下接收有用信号的能力。 提出多项要求的原因是，根据干扰源与有用信号的频率偏移，干扰场景可能看起来非常不同，并且不同类型的接收器损伤会影响性能。 干扰信号的不同组合的目的是尽可能地模拟在基站和设备接收器工作频带内外可能遇到的具有不同带宽的干扰信号的可能场景的范围。 虽然基站和设备之间的要求类型非常相似，但信号电平不同，因为基站和设备的干扰场景非常不同。 也没有与基站 ICS 要求相对应的设备要求。 为 NR 基站和设备定义了以下要求，从具有较大频率间隔的干扰源开始并逐渐接近（另请参见图 18.7）。

在干扰信号是 NR 信号的所有情况下，它的带宽与有用信号相同或更小，但最多为 20 MHz。

  • 阻塞：这对应于在工作频带外（带外阻塞）或在工作频带内（带内阻塞）接收到强干扰信号但与有用信号不相邻的情况。 带内阻塞包括基站工作频带外前 20 60 MHz 和设备前 15 MHz 的干扰源。 这些场景使用带外情况的连续波 (CW) 信号和带内情况的 NR 信号进行建模。 当基站与不同操作频段中的另一个基站位于同一地点时，对于这种情况还有额外的（可选的）基站阻塞要求。 对于设备，对于每个分配的频道和相应的杂散响应频率，带外阻塞要求允许固定数量的例外。 在这些频率下，设备必须符合更宽松的杂散响应要求。
  • 相邻信道选择性：ACS 场景是信道中与有用信号相邻的强信号，与相应的ACLR 要求密切相关（另请参见第18.9.3 节中的讨论）。 相邻干扰源是 NR 信号。 对于该设备，ACS 指定为具有较低和较高信号电平的两种情况。
  • 窄带阻塞：场景是相邻的强窄带干扰源，在要求中将其建模为基站的单个资源块NR 信号和设备的CW 信号。
  • 信道内选择性(ICS)：这种情况是在信道带宽内接收到多个不同接收功率电平的信号，其中较弱的“有用”信号的性能在较强的“干扰”信号存在的情况下得到验证。 ICS 仅指定用于基站。
  • 接收机互调：该场景是两个干扰信号靠近有用信号，其中干扰信号是一个CW 信号和一个NR 信号（图18.7 中未显示）。 该要求的目的是测试接收机线性度。 干扰源在频率上的放置方式使得主要互调产物落在有用信号的信道带宽内。 对于 CW 信号非常接近有用信号且 NR 干扰源是单个 RB 信号的基站，也存在窄带互调要求。

对于除 ICS 之外的所有要求，有用信号使用与相应参考灵敏度要求中相同的参考通道。 添加干扰后，与参考灵敏度相同的 95% 相对吞吐量得到满足，但处于“脱敏”的更高有用信号水平。

18.12　NR的射频辐射要求

为设备和基站定义的许多辐射 RF 要求直接源自相应的传导 RF 要求。 与传导要求不同，辐射要求还将考虑天线。 在定义基站输出功率和无用发射等发射电平时，可以通过使用有效各向同性辐射功率 (EIRP) 将天线增益作为方向要求或通过使用总辐射功率 (TRP) 定义限值来实现。 两个新的辐射要求被定义为基站的方向性（见第 18.12.2 节），但 NR 的大多数辐射设备和基站要求定义为 TRP 表示的限制。 这种选择有几个原因 [19]。 TRP 和 EIRP 通过辐射天线的数量直接相关，并且还取决于特定的基站实施，考虑天线阵列的几何形状和来自不同天线端口的无用发射信号之间的相关性。 这意味着 EIRP 限制可能会导致不同级别的总辐射无用发射功率，具体取决于实施方式。 因此，EIRP 限制不会控制网络中的总干扰量，而 TRP 要求限制注入网络中的干扰总量，而不管具体的 BS 实现如何。 3GPP 选择将无用发射定义为 TRP 背后的另一个相关因素是无源和 AAS 之间的不同行为。 在无源系统的情况下，天线增益在有用信号和无用发射之间变化不大。 因此，EIRP与TRP成正比，可以作为替代品使用。 对于 NR 等有源系统，EIRP 在有用信号和无用发射之间以及不同实施之间可能会有很大差异，因此 EIRP 与 TRP 不成比例，使用 EIRP 代替 TRP 是不正确的。 设备和基站的辐射 RF 要求如下所述。

18.12.1　FR2的终端辐射要求

如第 18.4 节所述，FR2 工作频段中的 RF 要求在设备的单独规范 [6] 中进行了描述，因为在 FR2 中运行的天线元件数量更多，并且使用毫米波技术时预期的集成度更高 . 这组要求与为 FR1 工作频段定义的传导 RF 要求基本相同。 然而，许多要求的限制是不同的。 毫米波频率共存的差异导致对 ACLR 和频谱模板等方面的要求较低。 这通过在 3GPP 中执行并记录在 [11] 中的共存研究得到证明。 学术界也证明了不同限制的可能性 [73]。 使用毫米波技术的实施比在 6 GHz (FR1) 以下频段使用更成熟的技术更具挑战性。 毫米波 RF 实施方面将在第 19 章中进一步讨论。还应注意，为 FR2 定义的信道带宽和参数集通常与 FR1 不同，因此无法比较要求水平，尤其是接收器要求。

以下是 FR2 中辐射射频要求的简要概述：

  • 输出功率水平要求：最大输出功率与 FR1 中的数量级相同，但同时表示为 TRP 和 EIRP。 最小输出功率和发射器关闭功率水平高于 FR1。 辐射发射功率是额外的辐射要求，与最大输出功率不同，它是定向的。
  • 传输信号质量：频率误差和EVM 要求的定义类似于FR1 中所做的，并且大部分具有相同的限制。
  • 辐射无用发射要求：占用带宽、ACLR、频谱模板和杂散发射的定义方式与FR1 相同。 后两者基于 TRP。 许多限制不如 FR1 严格。 由于更有利的共存，与 FR1 相比，ACLR 大约放宽了 10 dB。
  • 参考灵敏度和动态范围：定义方式与FR1 相同，但级别不具有可比性。
  • 接收机对干扰信号的敏感性：ACS、带内和带外阻塞的定义与FR1 相同，但没有定义窄带阻塞场景，因为FR2 中只有宽带系统。 由于更有利的共存，与 FR1 相比，ACS 大约放宽了 10 dB。

18.12.2　FR1的基站辐射要求

如第 18.5 节所述，BS 类型 1-O 的 RF 要求仅包括辐射 (OTA) 要求。 这些通常基于相应的传导要求，直接或通过缩放。 定义的两个附加辐射要求是辐射发射功率和 OTA 灵敏度，下文将进一步描述。 BS 类型 1-H 定义了一组“混合”要求，主要包括传导要求和另外两个辐射要求，这与 BS 类型 1-O 相同： • 辐射发射功率的定义考虑了天线阵列 特定方向的波束成形模式作为基站宣布要传输的每个波束的 EIRP。 以类似于 BS 输出功率的方式，实际要求是对声明的 EIRP 级别的准确性。 • OTA 灵敏度是一种方向性要求，它基于一个或多个OTA 灵敏度方向声明(OSDD) 的制造商的详尽声明。 以这种方式定义的灵敏度考虑了特定方向上的天线阵列波束形成模式，作为针对接收器目标声明的等效各向同性灵敏度 (EIS) 水平。 EIS 限制不仅要在单个方向上满足，而且要在接收器目标方向的到达角 (RoAoA) 范围内满足。 根据 AAS BS 的自适应级别，做出两个备选声明： • 如果接收器自适应方向，以便可以重定向接收器目标，则声明包含指定接收器目标方向上的接收器目标重定向范围。 EIS 限制应在重定向范围内得到满足，该范围在该范围内的五个已声明灵敏度 RoAoA 下进行测试。 • 如果接收器不适应方向，因此无法重定向接收器目标，则声明包含指定接收器目标方向上的单个灵敏度 RoAoA，其中应满足 EIS 限制。 请注意，除了参考灵敏度要求之外还定义了 OTA 灵敏度，参考灵敏度要求同时存在于传导（对于 BS 类型 1-H）和辐射（对于 BS 类型 1-O）。

18.12.3　FR2的基站辐射要求

如第 18.5 节所述，BS 类型 2-O 的 RF 要求是 FR2 工作频段中基站的辐射要求。 这些与 BS 类型 1-O 的辐射要求一起单独描述，但在与传导基站 RF 要求相同的规范 [4] 中。 这组要求与上述为 FR1 工作频段定义的辐射 RF 要求相同，但许多要求的限制不同。 至于设备，毫米波频率共存的差异导致对例如 ACLR、ACS 的要求较低，如通过 3GPP 共存研究 [11] 所证明的那样。 使用毫米波技术的实施也比在 6 GHz 以下频段 (FR1) 使用更成熟的技术更具挑战性，如第 19 章中进一步讨论的那样。

以下是 FR2 中辐射射频要求的简要概述：

  • 输出功率水平 要求：FR1 和 FR2 的最大输出功率相同，但根据传导要求进行缩放并表示为 TRP。 此外还有定向辐射发射功率要求。 动态范围要求的定义与 FR1 类似。
  • 传输信号质量：频率误差、EVM 和时间校准要求的定义与 FR1 中所做的类似，并且大部分具有相同的限制。
  • 辐射无用发射要求：占用带宽、频谱模板、ACLR 和杂散发射的定义方式与FR1 相同。 后三个基于 TRP，限制也没有 FR1 严格。 由于更有利的共存，ACLR 大约为 15 dB，与 FR1 相比有所放松。
  • 参考灵敏度和动态范围：定义方式与FR1 相同，但级别不具有可比性。 此外还有定向 OTA 灵敏度要求。
  • 接收机对干扰信号的敏感性：ACS、带内和带外阻塞的定义与FR1 相同，但没有定义窄带阻塞场景，因为FR2 中只有宽带系统。 由于更有利的共存，与 FR1 相比，ACS 更为宽松。

18.13　研究中的NR射频要求

3GPP 第 15 版中的第一组 NR 规范并未完全支持 LTE 存在的某些射频部署选项。 多标准无线电 (MSR) 基站、多频段基站和非连续操作是 3GPP 正在开发的功能，将在最终版本 15 规范中或在某些情况下在版本 16 中得到全面支持。对这些的简短描述 下面给出了功能，可以在参考文献中找到更详细的描述（适用于 LTE）。 [28]。

18.13.1　多标准无线基站

传统上，RF 规范是针对不同的 3GPP 无线电接入技术 GSM/EDGE、UTRA、LTE 和 NR 分别开发的。 然而，移动无线电的快速发展以及在传统部署的同时部署新技术的需求导致在同一站点实施不同的无线电接入技术 (RAT)，共享天线和安装的其他部分。 此外，多个 RAT 的操作通常在同一基站设备内完成。 技术的发展促进了向多 RAT 基站的发展。 虽然传统上多个 RAT 共享站点安装的部分，例如天线、馈线、回程或电源，但数字基带和 RF 技术的进步实现了更紧密的集成。 3GPP 将 MSR 基站定义为接收器和发射器能够在公共有源射频组件中同时处理不同 RAT 的多个载波的基站。 这种更严格定义的原因是，多 RAT 基站的真正潜力以及实施复杂性方面的挑战来自于拥有一个共同的 RF。

这个原理在图 18.8 中用一个能够同时支持 NR 和 LTE 的示例基站进行了说明。 一些 NR 和 LTE 基带功能在基站中可能是分开的，但可能在相同的硬件中实现。 然而，RF 必须在图中所示的相同有源组件中实现。 虽然包括 NR 在内的 MSR BS 规范的开发是 3GPP 第 15 版工作的一部分，但首先为 NSA 操作发布的规范集将首先不涵盖 MSR BS 规范。 预计 NR 将在 2018 年作为 MSR BS 的新 RAT 添加。

针对 NR 的 MSR 基站实施的主要优势有两个：

  • 部署中 RAT 之间的迁移，例如，从前几代移动到 NR， 使用相同的基站硬件是可能的。 当用于前几代的部分频谱被释放用于 NR 时，可以随着时间的推移逐渐引入 NR 的操作。
  • 设计为MSR 基站的单个基站可以部署在各种环境中，用于支持的每种RAT 的单RAT 操作，以及部署场景需要的多RAT 操作。 这也符合市场上最近看到的技术趋势，基站设计越来越通用。 基站种类少对基站供应商和运营商都有好处，因为可以针对各种场景开发和实施单一解决方案。

MSR 概念对许多要求有重大影响，而其他要求则完全保持不变。 为 MSR 基站引入的一个基本概念是 RF 带宽，它被定义为传输和接收的一组载波上的总带宽。 许多接收机和发射机要求通常是相对于载波中心或信道边缘指定的。 对于 MSR 基站，它们是相对于 RF 带宽边缘指定的，其方式类似于载波聚合。 通过引入 RF 带宽概念和通用限制，MSR 的要求从以载波为中心转变为以频率块为中心，从而通过独立于接入技术或操作模式来实现技术中立。 对于MSR基站的规范，根据频段支持的RAT，将工作频段分为频段类别（BC）。 目前有三个频段类别，BC1 BC3，分别涵盖无 GSM 操作的成对频段、具有 GSM 操作的成对频段和非成对频段。 尚未确定在将 NR 添加为附加 RAT 时是否需要新的频段类别。 MSR 基站的另一个重要概念是支持的能力集 (CS)，它是供应商基站能力声明的一部分。 功能集定义了所有支持的单 RAT 和多 RAT 组合。 目前有 15 个能力集，CS1 CS15，定义在 MSR BS 测试规范 [2] 中。 当 NR 作为新的 RAT 添加时，预计将添加新的 CS 以覆盖包含 NR 操作的 RAT 组合。 载波聚合也适用于MSR基站。 由于 MSR 规范具有用于定义多载波 RF 要求的大部分概念和定义，无论是否聚合，与非聚合载波相比，MSR 要求的差异非常小。 有关支持 LTE、UTRA 和 GSM/EDGE 操作的 MSR 基站的射频要求的更多详细信息，请参阅参考文献的第 22.5 节。 [28]。

18.13.2　多频段能力基站

3GPP 规范一直在不断发展，以通过一个频段内的多载波和多 RAT 操作以及载波聚合支持更大的 RF 带宽传输和接收，并且一次为一个频段定义要求。 随着 RF 技术的发展，支持发射器和接收器的更大带宽，这已成为可能。 从 3GPP 第 11 版开始，LTE 和 MSR 基站规范支持通过公共无线电在两个频段中同时传输和/或接收。 这样的多频段基站覆盖了数百个 MHz 频率范围内的多个频段。 3GPP 第 14 版提供了对两个以上频段的支持。虽然 3GPP 第 15 版不排除多频段基站 NR 规范的开发，但首次发布的 NSA 操作规范集没有对多频段操作的完整描述 频率范围 2 中频段的 NR。多频段基站的一个明显应用是频段间载波聚合。 然而，应该注意的是，早在 LTE 和 UTRA 中引入载波聚合之前，支持多个频段的基站就已经存在了。 对于 GSM，双频基站设计用于在基站站点实现更紧凑的设备部署，但它们实际上是集成在同一设备机柜中的两组独立的频段发射器和接收器。 “真正的”多频段基站的不同之处在于，这些频段的信号是在基站中的公共有源 RF 中传输和接收的。

示例基站如图 18.9 所示，该基站具有针对两个工作频段 X 和 Y 的发射器和接收器的公共 RF 实现。通过双工滤波器，发射器和接收器连接到公共天线连接器 和一个普通的天线。 该示例也是一个支持多 RAT 的 MB-MSR 基站，LTE 1 GSM 配置在频段 X 中，LTE 配置在频段 Y 中。请注意，该图只有一个图表显示了两个频段的频率范围，这可能 要么是接收器频率，要么是发射器频率。 虽然只有一个天线连接器和一个连接到公共天线的公共馈线是减少站点所需设备数量的理想选择，但这并不总是可行的。 还可能需要为每个频段配备单独的天线连接器、馈线和天线。

图 18.10 显示了一个多频带基站的例子，它有两个工作频带 X 和 Y 的独立连接器。 请注意，虽然两个频段的天线连接器是分开的，但在这种情况下，发射器和接收器的 RF 实现对于这些频段是通用的。 两个频段的 RF 在天线连接器通过滤波器之前被分离到频段 X 和频段 Y 的单独路径中。 对于具有用于频带的公共天线连接器的多频带基站，这里也可以使发射器或接收器是单频带实现，而另一个是多频带。 进一步的可能性是基站实现具有用于接收器和发射器的单独天线连接器，以便在接收器和发射器路径之间提供更好的隔离。 考虑到大的总 RF 带宽，这对于多频带基站来说可能是理想的，这实际上也会在接收器和发射器之间重叠。 对于多频带基站，可能具有与多个 RAT 一起运行的能力，并且具有用于频带和/或发射器和接收器的公共或单独天线连接器的多个替代实现，基站能力的声明变得相当复杂。 什么样的要求将适用于这样的基站以及如何测试它们也将取决于这些声明的能力。 [28] 的第 22.12 节中给出了支持 LTE 操作的多频段基站的 RF 要求的更多详细信息。

18.13.3　工作在非连续频谱

由于不同的原因，一些频谱分配由频谱的碎片部分组成。 该频谱可能是回收的 2G 频谱，其中原始许可频谱在运营商之间“交错”。 出于实施原因，这对于原始 GSM 部署来说非常普遍（当频谱分配扩展时，使用的原始组合器滤波器不容易调整）。 在一些地区，运营商还通过拍卖购买了频谱许可证，但由于不同的原因，最终在不相邻的同一频段进行了多次分配。 对于非连续频谱分配的部署，有一些影响： • 如果一个频段中的全部频谱分配要由单个基站操作，则基站必须能够在非连续频谱中操作。 • 如果要使用比每个频谱片段中可用带宽更大的传输带宽，则设备和基站都必须能够在该频带中进行带内非连续载波聚合。 请注意，基站在非连续频谱中运行的能力本身并不直接与载波聚合相关。 从 RF 的角度来看，基站需要的是在 RF 带宽上接收和发送载波，该 RF 带宽分为两个（或更多）独立的子块，中间有一个子块间隙，如 如图 18.11 所示。

子块间隙中的频谱可以被任何其他运营商部署，这意味着子块间隙中的基站的RF要求将基于非协调操作的共存。 这对工作频段内的某些基站 RF 要求有一些影响。 虽然 3GPP 第 15 版的工作并未排除针对非连续频谱的 NR BS 规范的开发，但首次发布的针对 NSA 操作的规范集没有对非连续操作的完整描述。 参考文献的第 22.4 节中给出了有关 LTE 非连续操作的射频要求的更多详细信息。 [28]。

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    本章将更详细地描述下行链路和上行链路物理层功能,例如编码.调制.多天线预编码.资源块映射和参考信号结构. 9.1 概述 物理层以传输信道的形式向MAC层提供服务,如第6.4.5节所述.在下行链路中,为 ...

  6. 5G NR标准: 第20章 5G的演进

    第20章 5G的演进 NR 的第一个版本,第 15 版,侧重于对 eMBB 的基本支持,在某种程度上,URLLC.1 如前几章所述,第 15 版是为即将发布的 NR 未来发展构建的基础 . NR 演进 ...

  7. 5G NR标准 第13章 重传协议

    第13章 重传协议 通过无线信道的传输容易出错,例如,由于接收信号质量的变化. 在某种程度上,这种变化可以通过第 14 章中讨论的链路适配来抵消.但是,接收机噪声和不可预测的干扰变化无法抵消. 因此, ...

  8. 新书推荐 |《5G NR标准：下一代无线通信技术》

    新书推荐 <5G NR标准:下一代无线通信技术> 点击上图了解及购买 本书以3GPP 2018年9月制定的R15版5G商用标准为基础,详解5G NR标准技术规范和成因 ,爱立信5G标准专家 ...

  9. 5G NR 标准：下一代无线通信技术

    昨天有一篇混子曰的文章,用通俗易懂的漫画方式为大家讲解了5G到底是什么东西,经过翻阅文章,我们也了解了一二,但是你只表面的知道了5G这个概念,但是深入的话还是没有了解,所以下面将继续讲5G技术规范NR ...

  10. 《5G NR标准：下一代无线通信技术》读书笔记——NR概述

    目录 二.NR概述 1.与LTE相比,NR好处 2.高频操作和频谱灵活性 3.极简设计 4.向前兼容 5.传输方案/部分带宽和帧结构 6.双工方式 7.低时延支持 8.调度和数据传输 9.控制信道 1 ...

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