深入探索5G终端射频标准：CA的频段组合与带宽解析

我们接着来学习有关CA的频谱发射的内容。3GPPTS 38.521-1-i10 V18.1.0(2023-12)是目前R18的最新发布版本，这段时间将参考这一版本来学习。顺便更正一下一起来学5G终端射频标准（杂散发射-1）中的错误，3GPP TS 38521-1-i00应为V18.0.0版本。

先来复习一下我们前面学习过的章节后缀所代表的含义：

None   Single Carrier
A      Carrier Aggregation (CA)
B      Dual-Connectivity (DC)
C      Supplement Uplink (SUL)
D      UL MIMO
E      V2X
F      Shared spectrum channel access
G      Tx Diversity (TxD)
I      RedCap

已经学习的6.5章节都是关于single carrier的频谱发射内容，根据上面的划分6.5A则是代表CA部分的频谱发射章节。在学习CA频谱发射之前，我们必须先搞清楚CA可以使用的频段和CA载波频段的组合，以及CA带宽的定义。

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CA的工作频段组合

截至目前3GPP定义的5G NR FR1的工作频段，从n1到n101，总共有53个。如下所列，前为UL频率，后为DL频率。

n1  1920 MHz – 1980 MHz  2110 MHz – 2170 MHz  FDD
n2  1850 MHz – 1910 MHz  1930 MHz – 1990 MHz  FDD
n3  1710 MHz – 1785 MHz  1805 MHz – 1880 MHz  FDD
n5  824 MHz – 849 MHz  869 MHz – 894 MHz  FDD
n7  2500 MHz – 2570 MHz  2620 MHz – 2690 MHz  FDD
n8  880 MHz – 915 MHz  925 MHz – 960 MHz  FDD
n12  699 MHz – 716 MHz  729 MHz – 746 MHz  FDD
n13  777 MHz – 787 MHz  746 MHz – 756 MHz  FDD
n14  788 MHz – 798 MHz  758 MHz – 768 MHz  FDD
n20  832 MHz – 862 MHz  791 MHz – 821 MHz  FDD
n24  1626.5 MHz – 1660.5 MHz  1525 MHz – 1559 MHz  FDD
n25  1850 MHz – 1915 MHz  1930 MHz – 1995 MHz  FDD
n26  814 MHz – 849 MHz  859 MHz – 894 MHz  FDD
n28  703 MHz – 748 MHz  758 MHz – 803 MHz  FDD
n29  N/A  717 MHz – 728 MHz  SDL
n30  2305 Mhz – 2315 MHz  2350 MHz – 2360 MHz  FDD
n34  2010 MHz – 2025 MHz  2010 MHz – 2025 MHz  TDD
n38  2570 MHz – 2620 MHz  2570 MHz – 2620 MHz  TDD
n39  1880 MHz – 1920 MHz  1880 MHz – 1920 MHz  TDD
n40  2300 MHz – 2400 MHz  2300 MHz – 2400 MHz  TDD
n41  2496 MHz – 2690 MHz  2496 MHz – 2690 MHz  TDD
n46  5150 MHz – 5925 MHz  5150 MHz – 5925 MHz  TDD
n47  5855 MHz – 5925 MHz  5855 MHz – 5925 MHz  TDD
n48  3550 MHz – 3700 MHz  3550 MHz – 3700 MHz  TDD
n50  1432 MHz – 1517 MHz  1432 MHz – 1517 MHz  TDD
n51  1427 MHz – 1432 MHz  1427 MHz – 1432 MHz  TDD
n53  2483.5 MHz – 2495 MHz  2483.5 MHz – 2495 MHz  TDD
n65  1920 MHz – 2010 MHz  2110 MHz – 2200 MHz  FDD
n66  1710 MHz – 1780 MHz  2110 MHz – 2200 MHz  FDD
n70  1695 MHz – 1710 MHz  1995 MHz – 2020 MHz  FDD
n71  663 MHz – 698 MHz  617 MHz – 652 MHz  FDD
n74  1427 MHz – 1470 MHz  1475 MHz – 1518 MHz  FDD
n75  N/A  1432 MHz – 1517 MHz  SDL
n76  N/A  1427 MHz – 1432 MHz  SDL
n77  3300 MHz – 4200 MHz  3300 MHz – 4200 MHz  TDD
n78  3300 MHz – 3800 MHz  3300 MHz – 3800 MHz  TDD
n79  4400 MHz – 5000 MHz  4400 MHz – 5000 MHz  TDD
n80  1710 MHz – 1785 MHz  N/A  SUL
n81  880 MHz – 915 MHz  N/A  SUL 
n82  832 MHz – 862 MHz  N/A  SUL 
n83  703 MHz – 748 MHz  N/A  SUL
n84  1920 MHz – 1980 MHz  N/A  SUL
n86  1710 MHz – 1780 MHz  N/A  SUL
n91  832 MHz – 862 MHz  1427 MHz – 1432 MHz  FDD
n92  832 MHz – 862 MHz  1432 MHz – 1517 MHz  FDD
n93  880 MHz – 915 MHz  1427 MHz – 1432 MHz  FDD
n94  880 MHz – 915 MHz  1432 MHz – 1517 MHz  FDD
n95  2010 MHz – 2025 MHz  N/A  SUL
n96  5925 MHz – 7125 MHz  5925 MHz – 7125 MHz  TDD
n97  2300 MHz – 2400 MHz  N/A  SUL
n99  1626.5 MHz – 1660.5 MHz  N/A  SUL
n100  874.4 MHz – 880 MHz  919.4 MHz – 925 MHz  FDD
n101  1900 MHz – 1910 MHz  1900 MHz – 1910 MHz  TDD

那么CA的FR1工作频段及其组合是如何定义的呢？需要从CA的三种分类去看：对于带内连续载波聚合（intra-band contiguous carrier aggregation），CA配置是一个支持CA带宽类别的单个工作频带；对于带内非连续载波聚合（intra-band non-contiguous CA），CA配置是指支持两个或多个子块（sub-block）的单个工作频带，每个子块支持一个CA带宽类别；对于带间载波聚合（Inter-band CA），CA配置是操作频段的组合，每个频段支持一个CA带宽等级。

1. band内的连续CA，定了以下可用频段：

CA_n40
CA_n41
CA_n46
CA_n48
CA_n66
CA_n77
CA_n78
CA_n79

里面具体的组合又分为多种，我们挑选国内band n41，n78和n79的band内连续CA的组合及最大聚合带宽如下表。注意下行CA和上行CA的配置是有区别的，CA之所以成为CA，是必须要有多于一个的聚合载波，但可以仅作用在下行而上行仍为单载波，也可以上下行都支持CA，使用相同或不同的配置。

在这张表里面，band号后面出现了B，C，D的后缀，例如n78D，又是什么意思呢？他们代表NR CA的带宽等级，例如等级D代表带宽大于200MHz，小于等于3×BWChannel,max的范围。下面CA的带宽再给出详细的定义表格。

2. band内非连续CA，可用频段为：

CA_n2
CA_n48
CA_n66
CA_n71
CA_n77
CA_n78

里面具体的组合又分为多种，如下表。注意带内非连续CA，除了n77有上行CA配置，其他band还未有UL CA的定义。（2A）和（3A）中的2和3表示不连续载波的个数为2或者3。

3. band间CA，又分为2个band，3个band和4个band的组合情况。

2个band的组合定义如下，可以看出绝大多数的band间双载波CA组合都是一个700MHz-3GHz的低频段载波搭配一个3-5GHz的中频段载波。但也有少数两个载波均为中频段，例如n78-n79组合。

CA_n1-n3
CA_n1-n8
CA_n1-n28
CA_n1-n77
CA_n1-n78
CA_n1-n79
CA_n2-n5
CA_n2-n14
CA_n2-n48
CA_n2-n66
CA_n2-n77
CA_n3-n5
CA_n3-n8
CA_n3-n28
CA_n3-n41
CA_n3-n77
CA_n3-n78
CA_n5-n7
CA_n5-n48
CA_n5-n66
CA_n5-n77
CA_n5-n78
CA_n7-n78
CA n8-n78
CA_n14-n30
CA_n14-n66
CA_n14-n77
CA_n20-n78
CA_n24-n41
CA_n24-n48
CA_n24-n77
CA_n25-n66
CA_n25-n77
CA_n25-n78
CA_n25-n46
CA_n26-n66
CA_n26-n70
CA_n28-n41
CA_n28-n77
CA_n28_n78
CA_n28-n79
CA_n29-n66
CA_n29-n70
CA_n29-n71
CA_n39-n41
CA_n41-n66
CA_n41-n71
CA_n41-n79
CA_n46-n48
CA_n46-n66
CA_n48-n66
CA_n48-n70
CA_n48-n71
CA_n48-n77
CA_n66-n70
CA_n66-n71
CA_n66-n77
CA_n66-n78
CA_n70-n71
CA_n71-n77
CA_n77-n79
CA_n78-n79

具体的配置表格过于庞大，我们就来看一个上下行均有CA配置的n1-n78的例子：

3个band 的CA组合情况及举例如下：

CA_n1-n3-n28
CA_n1-n3-n78
CA_n1-n78-n79
CA_n2-n5-n48
CA_n2-n5-n77
CA_n2-n48-n66
CA_n2-n48-n77
CA_n2-n66-n77
CA_n3-n28-n41
CA_n3-n28-n77
CA_n3-n28-n78
CA_n5-n48-n66
CA_n5-n48-n77
CA_n5-n66-n77
CA_n25-n66-n77
CA_n25-n66-n78
CA_n26-n66-n70
CA_n28-n41-n79
CA_n29-n66-n70
CA_n41-n66-n71
CA_n48-n66-n70
CA_n48-n66-n71
CA_n48-n66-n77
CA_n48-n70-n71
CA_n66-n70-n71

4个band的CA组合情况及举例如下：

CA_n1-n3-n28-n78
CA_n2-n5-n48-n66
CA_n2-n5-n48-n77
CA_n2-n5-n66-n77
CA_n2-n48-n66-n77
CA_n5-n48-n66-n77

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CA的带宽如何算

首先，对于最大发射带宽配置（Maximum transmission bandwidth configuration）而言，intra-band带内不管是连续CA还是非连续CA，与单载波的要求无异；而对于inter-band CA，就是要分别考察每个组成载波（component carrier）的带宽，每个组成载波与单载波的要求也是相同的。

其次，对于实际占用的CA的带宽，计算方法如下：

1. intra-band连续CA，如下图所示，聚合带宽（aggregated channel bandwidth）BWChannel_CA定义为：BWChannel_CA = Fedge,high -Fedge,low (MHz)。这个很容易理解，由于载波都是连续的，直接最高点-最低点就是带宽。

2. intra-band非连续CA，如下图所示，由于载波不连续，所以需要考察的是每个连续sub-block（这里我们翻译成子块）的带宽，每个子块的带宽跟上面连续CA的计算方法一致。

此外，对于intra-band非连续CA，下表还规定了频率分离等级 (Fs) 表示当双PA 架构 IE 信令缺失，UE 在上行链路非连续带内操作中每个频段组合可支持的最低分量载波下边缘和最高分量载波上边缘之间的最大频率跨度。

下表定义的是支持两个或多个子块的单个工作频带intra-band非连续CA，每个子块支持的载波聚合带宽类别（NR CA bandwidth class）。不同带宽class对应了参数：聚合带宽，连续载波数和Fallback group（回退组：UE 必须能够回退到回退组内的低阶 NR CA 带宽类配置，但不强制要求 UE 能够回退到属于不同回退组的低阶 NA CA 带宽类配置）。