L/S混合NTN衛(wèi)星頻段n254/254的射頻技術(shù)要求

上一篇中，我們了解到NTN的一個(gè)新增頻段n254（NR NTN）或254（IoT NTN）。它跟n256/256（S波段）和n255/255（L波段）的區(qū)別在于：n254/254是一個(gè)L/S 混合配對(duì)頻段，即UL使用L波段，而DL使用S波段。

自從3GPP RAN#86 會(huì)議批準(zhǔn)了 Rel-17 Work Item，支持NTN衛(wèi)星部署的 5G NR 無線接入技術(shù)，其目標(biāo)之一就是定義相應(yīng)的頻段并將其引入3GPP標(biāo)準(zhǔn)。R17討論的結(jié)果是將兩個(gè)NTN 頻段（L 頻段和 S 頻段）分別添加為 n255 頻段和 n256 頻段。為限制 Rel-17 的總體工作量，RAN WG4 決定將重點(diǎn)放在 L 和 S 波段上。直到3GPP RAN#98 會(huì)議才同意提交新的頻譜 WI，這個(gè)混合L/S頻段才得以進(jìn)入。

但大家都知道這一頻段早已在衛(wèi)星中使用，因此已經(jīng)存在不同的標(biāo)準(zhǔn)體系對(duì)其進(jìn)行規(guī)范，今天我們就來了解一下美國FCC和歐標(biāo)ETSI關(guān)于這段都有哪些主要的技術(shù)指標(biāo)要求，以及3GPP NTN標(biāo)準(zhǔn)如何對(duì)他們進(jìn)行兼容。

01、FCC的發(fā)射要求

我們?cè)贔CC衛(wèi)星通信頻率劃分-Part25.202中學(xué)習(xí)過FCC定義的1.6/2.4GHz移動(dòng)衛(wèi)星服務(wù)（MSS）頻段為：

上行1610-1626.5MHz:?User-to-Satellite?Link下行1613.8-1626.5MHz:?Satellite-to-User?Link?(secondary)下行2483.5-2500MHz:?Satellite-to-User?Link

那么除了SDARS(Satellite Digital Audio Radio Service：衛(wèi)星數(shù)字音頻無線電業(yè)務(wù))地面中繼器外，發(fā)射模板要求需滿足：

位置??距0點(diǎn)功率降低??距0點(diǎn)頻率間隔??測量帶寬A和B????25dB????   ?50%帶寬???????4kHzC和D????35dB?????   100%帶寬??????4kHzE和F????43+10LogP???250%帶寬??????4kHz

此外，在FCC Part25.216中還規(guī)定了若干特殊頻段雜散要求，例如：對(duì)于2002年7月21日以后投入使用的上行鏈路頻率在1610MHz和1660.5MHz之間的移動(dòng)地面站，需滿足：

雜散頻段??????eirp密度限值??平均eirp/帶寬<700Hz（2ms內(nèi)）1559-1605MHz?-70dBW/MHz???-80?dBW

以上僅為舉例，完整的要求還不止這些，待我們學(xué)到FCC part25.216的時(shí)候再具體去看。

02、歐標(biāo)ETSI的規(guī)定

相比FCC，歐標(biāo)的ETSI標(biāo)準(zhǔn)對(duì)這一段頻率有著更為豐富的規(guī)定。

1. EIRP密度：運(yùn)行在1610 MHz至1626.5 MHz的任何頻率中，應(yīng)適用以下兩項(xiàng)要求中的一項(xiàng)：

平均EIRP密度：小于-3 dB（W/4 kHz）（平均值）（平均值是指在載波開啟模式下的時(shí)間平均值）峰值 EIRP密度：小于-15 dB (W/4 kHz)

2. 雜散：在1610MHz到1626.5MHz和1626.5MHz至1628.5MHz頻段之外的最大無用發(fā)射限值為：

注意單位是dBW。特別地，又規(guī)定了三種指定情況：

當(dāng)指定帶寬全部或部分包含在1618.25MHz至1626.5MHz頻段內(nèi)的最大無用發(fā)射限值為：

當(dāng)指定帶寬全部或部分包含在1610MHz至1618.25MHz頻段內(nèi)的最大無用發(fā)射限值為：

2. 接收機(jī)ACS：

鄰道信號(hào)頻率偏移：信號(hào)帶寬；相對(duì)主信號(hào)功率：12dB；鄰道信號(hào)帶寬：同主信號(hào)帶寬；接收機(jī)信噪比下降：小于0.5dB

3. 接收機(jī)帶內(nèi)阻塞in-band blocking：

干擾信號(hào)類型：CW帶內(nèi)頻率范圍：BEL-10MHz 至 BEU +10 MHz，BEL 和 BEU 分別為工作頻段的下限和上限與想要信號(hào)的頻率間隔：5MHz干擾信號(hào)功率：-40 dBm接收機(jī)信噪比下降：小于1dB

03、3GPP的規(guī)定

而3GPP的NTN標(biāo)準(zhǔn)對(duì)這一段的要求是最為復(fù)雜的。

所有NTN終端發(fā)射機(jī)和接收機(jī)要測試的傳導(dǎo)射頻項(xiàng)目如下：

6.2.1 Maximum output power 6.2.2 MPR6.2.3 A-MPR 6.2.4 Configured transmitted power6.3.1 Minimum output power6.3.2 Transmit OFF power6.3.3 Transmit ON/OFF time mask6.3.4 Power control6.4.1 Frequency error6.4.2 Transmit modulation quality6.5.1 Occupied bandwidth6.5.2 Out of band emission6.5.3 Spurious emission6.5.4 Transmit intermodulation7.3 Reference sensitivity7.4 Maximum input level7.5 Adjacent channel selectivity7.6 Blocking characteristics7.7 Spurious response7.8 Intermodulation characteristics7.9?Spurious?emissions

那么n254也不例外，因?yàn)橐坏┍粚懭?GPP NTN頻段，就得按照3GPP 終端的標(biāo)準(zhǔn)來進(jìn)行規(guī)范。我們來簡要看一下。

1. SCS和對(duì)應(yīng)帶寬：

SCS??    UE?Channel?bandwidth?(MHz)15kHz??  5??10??1530kHz       10  1560kHz???????10??15

上行和下行對(duì)應(yīng)的信道帶寬：

UL信道帶寬(MHz)??DL信道帶寬(MHz)      5          10,15??????10??????????15

2. 最大發(fā)射功率及功率容限：

Class 3 (dBm)  Tolerance (dB)????23??????????????±2

3. 不同SCS及帶寬下的接收機(jī)靈敏度

SCS?kHz??5MHz?10MHz??15MHz??15????-99.5?-96.3??-94.5  30          -96.6  -94.6??60??????????-97.0??-94.9

其他的測試要求還有很多，但是我們有了5G終端的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)，再來看NTN的終端指標(biāo)就不難了。這里要說的是，關(guān)于前面提到的FCC及ETSI的發(fā)射要求，在相應(yīng)的地區(qū)是具有法規(guī)強(qiáng)制效力的。也就是說3GPP是需要考慮兼容這些要求的，那么如何考慮呢？我們?cè)?G的發(fā)射機(jī)射頻要求中多次學(xué)習(xí)過NS（network Signalling）的概念，這里就派上用場了。對(duì)于n254，把FCC和ETSI中的具體發(fā)射要求，例如作為額外的頻譜發(fā)射模板或者額外的雜散發(fā)射要求，通過相應(yīng)的NS值來定義，那么當(dāng)終端需要支持254頻段的時(shí)候，就會(huì)受到相應(yīng)的NS的限值約束。

Regulatory domain  NS value??????FCC??????????NS_03N??????ETSI?????????NS_04N??????ETSI?????????NS_05N

例如：為了兼容ETSI中對(duì)于運(yùn)行在1610 MHz 至1626.5 MHz的EIRP密度的要求，NS_04N和NS_05N有如下規(guī)定，注意3GPP習(xí)慣使用dBm為單位，所以需換算dBm=dBW+30dB。

還有接收機(jī)指標(biāo)，3GPP明顯帶有5G的色彩，與ETSI的規(guī)定還是有較大區(qū)別的，后面我們?cè)僬覚C(jī)會(huì)學(xué)習(xí)。