5G NR-ARFCN

如题所述

揭秘5G NR-ARFCN:无线通信中的隐形密码


ARFCN,全称为Absolute Radio-Frequency Channel Number,是无线通信世界中的一个关键代码,它如同无线频率的身份证,为发射和接收信号的频率提供独一无二的标识。在FDD(双工)系统中,ARFCN因上行和下行频率不同而分别对应UARFCN和DARFCN,而在TDD(时分双工)系统中,由于频率重用,只需一个ARFCN即可。


从2G的GSM时代起,ARFCN的概念逐渐演变,3G WCDMA时代引入了UARFCN,4G LTE时代则演变为EARFCN,而到了5G NR系统,我们有了全新的NR-ARFCN。这个名字的变化背后,是无线通信技术的迭代,它实质上代表了无线信道的频率,通常是小区的核心频率。


当用户连接到一个小区,ARFCN和小区带宽就像一把钥匙,解锁了信号接收和解码的频率范围。要想深入了解5G NR-ARFCN的工作原理,不妨参考3GPP TS38.101文档,那里有详细的定义和解读。


5G频谱双雄:FR1与FR2的划分


3GPP将5G世界划分为两个频率范围,FR1,即低频段,和FR2,即高频段,其中FR2又称毫米波。划分界限以3GHz为界,将FR1进一步分为低频和中频段:



    410MHz ~ 3GHz:5G 低频段
    3GHz ~ 7.125GHz:5G 中频段
    24.250GHz ~ 52.6GHz:5G 高频段

这些频率范围在实际部署中扮演着不同角色,如TDD频段(如n77、n78、n79、n257、n258和n260)在5G网络中占据主导。


NR频段的细致划分


为了优化网络效率,3GPP在FR1和FR2内划分了多个频段,每一种都有其特定的应用场景。来看看FR1BAND、FR1BAND和FR2 BAND的划分详情,你会发现NR频段的丰富多样。


频段划分不仅关乎频谱利用,也影响着网络性能。当前,TDD频段因其优势在5G网络中占据主导地位。


解码NR-ARFCN的数学魔术


NR-ARFCN的计算并非神秘,它与射频参考频率Fref、频率起点Fref-Offs、全球频率栅格颗粒度ΔFglobal紧密相关。公式如下:



    Fref = Fref-Offs + ΔFglobal * (Nref - Nref-Offs)
    Nref = Nref-Offs + (Fref - Fref-Offs) / ΔFglobal

例如,当小区中心频率为2120MHz时,通过查表得知Fref-Offs=0,ΔFGlobal和Nref-Offs=0,代入公式计算出NR-ARFCN为424000。


同样,从NR-ARFCN出发,我们能反向计算出小区的中心频率,如NR-ARFCN=670000时,通过公式找到4050MHz的SSB参考频率。


值得注意的是,在5G中,UE在搜索阶段寻找的是SSB,而非ARFCN,因为SSB的频率标识GSCN与SSB的参考频率SSref之间有特定的转换规则。


理解这些基础概念,你将对5G NR-ARFCN的世界有更深入的认识,它是连接无线通信世界的关键纽带。

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