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5.1 频谱资源、运营商购买的带宽、小区载波的带宽、子载波的带宽的区别
1. 什么是频谱（电磁波频率谱）
1.1 电磁波
电子的运动产生电流，电子的流动，会在周围形成电场，变化的电场形成变化的磁场，变化的磁场形成变化的电场，电场和磁场在空间交替变化，向前传播，就产生了电磁波。
其中一个重要的参数就是频率f。
频率：是指单位时间内，传播完整周期的电磁波的个数，f是电磁波周期T的导数。
周期：是指传输一个完整波形的电磁波所需要的时间。
波长：传输一个完整波形的电磁波所传输的距离，波长L=vt = v/f。
由于电磁波的传输速度是固定的，因此波长与频率成反比，波长越长，频谱就越低，波长越短，频率越高。
1.2 电磁波频率谱
为了对各种电磁波有个全面的了解，人们将这些电磁波按照它们的波长或频率、波数、能量的大小顺序进行排列，这就是电磁波谱。
如下图所示：
从上图可以看出，无论是无线电波还是红外线，无论是光还是微波，其本质都是电磁波。
无线通信的本质：就是利用不同频率的无线电磁波承载信息。
1.3 移动通信中的频谱资源：“高速公路的带宽”
频率：是单位时间内完成周期性变化的次数，是描述周期运动频繁程度的量，常用符号f。
带宽：电磁波频带的宽度，无线通信中，并不是用单一频率的电磁（又名“单音”信号）进行数据传输的，而是使用一段频率连续的电磁波信息的传播，带宽就是信号的最高频率与最低频率的差值，用Hz表示。
带宽越大，承载的信息量越大。
有点类似马路，马路的路越宽，可承载的车流量就越大。
频带：人们将一定宽的频率范围划分成若干区段,称为频带Band
1.4 1G->6G蜂窝移动通信的电磁波频谱的演变
总体来来看，从1G-6G蜂窝移动通信：
（1）中心频点：载波的中心频率越来越高，从几百兆Hz到几个GHz, 再到几十GHz的电磁波。
（2）带宽：带宽也是越来越高。带宽越大，承载的信息量越大 。
第2章 4G LTE的频谱资源
2.1 LTE授权频谱资源
Band01-Band29：LTE FDD的频带
Band33-Band44：LTE TDD的频带
2.2 LTE非授权频谱资源（LAA）
频率：5GHz
主要使用技术：Wi-Fi, 雷达
从上图可以看出，针对与5GHz的非授权频谱，有两种划分方法：
- Unlicensed National Information Infrastructure (U-NII) 划分方法： U-NII-1, U-NII-2A, U-NII-2B, U-NII-2C, U-NII-3, U-NII-4.
- LTE的划分方法： Band46A, Band46B, Band46C, Band46D
LTE与U-NII的对应关系
U-NII会更宽，U-NII-2C就没有被LTE LAA所使用。
U-NII-2覆盖了LTE Band46B, Band46C
Band46D覆盖了U-NII-3， U-NII-4.
所以可以看出，这两种体系，定义5GHz的非授权频谱的方式，并不是一一对应的。
2.3 中国三大运营商的频谱
第3章 5G NR的频谱资源（高速公路的带宽）
3.1 5G 频率范围FR1 & FR2
FR: Frequency Range
5G的频谱大致分为两个大的范围：FR1和FR2
FR1：频率在450M-6G之间，又统称为Sub-6G， 该频段又以3G为边界分为：
- 小于3G的频段，称为低频段，又称为Sub 3G。该频段主要用于与LTE频谱共享以及解决5G的覆盖问题。
- 大于3G的频段，称为中频段。又称为Sub 6G。该频谱以3.5G为核心频段，是5G的主频段。
FR2：频率在24G-52G之间，又称为高频段，是5G的扩展频段。
频率越低，其穿透障碍物的能力越强，其网络覆盖能力越强，但带宽越低。
频率越高，其穿透障碍物的能力越弱，带宽越大，数据承载的能力越高。
3.2 FR1频段
（0）Band号：LTE是b打头，5G是以n为打头，如n77-n79
（1）FR1 Sub3G频段：
- 可以部署FDD或TDD，
- 以FDD为主，小区带宽在20M及以下.
（2）FR1 3.5G频段
- 只能部署TDD
- 小区带宽在100M及一下。
（3）SDL：下行辅助频谱，处于低频段，带宽比较窄，是目前低频段的空闲频谱，用于增加5G的下行覆盖。
（4）SUL：上行辅助频谱, 处于低频段，带宽比较窄，是目前低频段的空闲频谱，用于增加5G的上行覆盖。
3.3 FR2频段
- 只能部署TDD
- 小区带宽1G及一下
3.4 不同频段的使用场景
（1）FR1 Sub3G
- 主要用于FDD
- 小区带宽20M
- 峰值速率100M
- 覆盖距离大于1km
- 场景：远距离覆盖
（2）FR1 3.5G
- 只能用于TDD
- 小区带宽100M
- 峰值速率1G
- 覆盖距离小于1km
- 在覆盖距离和提供的数据速率取得最佳的平衡。
（3）FR2 >24G
- 只能用于TDD
- 小区带宽1G
- 峰值速率10G
- 覆盖距离小于100米，只能用于短距离
- 场景：提升用户速率的场景。
3.5 5G频谱全球的部署情况
不同的国家，不同的运营商，其频谱资源的使用是不相同的，主要取决如下几个原因：
- 全球统筹规划
- 国家的规划
- 运营商的购买
从上图可以看出，目前阶段：
3.5G和24G附近的频谱部署最多。
38G, 65G附近的频谱部署，主要在美国。
3.6 中国三大运营商的频谱资源
（1）中国移动：获得了两个频段：
- 一个n41，在2.6G附近，属于低频，这是原先的LTE的频谱。
- 一个n79，在4.9G附近
（2）中国电信
- n78，在3.5G附近
（3）中国联通
- n78，在3.5G附近
4. 辅助上行和辅助下行频谱的作用
4.1 辅助频谱存在的原因与作用
（1）辅助上行
由于手机和基站的发射功率不一样，因此在使用相同的频率的情况下，上行和下行的覆盖距离是不相同的：
- 下行基站的发送功率较大，覆盖距离远
- 上行手机的发射功率小，覆盖距离近
如上图手机的位置，基站的功率大，下行使用中频段传输距离远，而上行手机发射功率小，通过使用低频段，可以增大手机的上行的覆盖范围。
（2）辅助下行
辅助下行，主要解决的不是功率不足的问题，而是在障碍物比较多的场合，中频或高频信号绕过障碍物困难的问题。
因此，辅助下行，主要应用与在室内增加5G覆盖，是解决室内覆盖的手段之一（其他手段如分布式基站部署、密集基站部署等）
4.2 频谱
（1）SDL：下行辅助频谱，处于低频段，带宽比较窄，是目前低频段的空闲频谱，用于增加5G的下行覆盖。
（2）SUL：上行辅助频谱, 处于低频段，带宽比较窄，是目前低频段的空闲频谱，用于增加5G的上行覆盖。
由于辅助上行与辅助下行，都是单向的频谱，因此该频谱主要用于FDD的场景。
4.3 辅助上行和辅助下行与CA的区别
载波聚合CA：是指两个载波同时工作，同时承载数据，最后把两个载波的数据聚合成一路数据，主要作用是增加带宽，增加数据速率。
辅助上行或辅助下行：是独立的载波，用于解决其他载波信号覆盖不到时候的场景，而不是为了增加带宽或数据速率。
第5章. 5G小区的载波带宽
5.1 频谱资源、运营商购买的带宽、小区载波的带宽、子载波的带宽的区别
如果说，频谱资源好比高速公路的路宽；那么运营商购买的带宽，就相当于车道的带宽；而实际部署的小区的带宽，是行驶在车道上的车的宽度，而车上的座位的宽度，就是子载波的宽度。
频谱资源：预留给某一通信技术的带宽，这个带宽通常远大于实际小区的带宽，这个带宽通常可以切割成多个子带宽，授权给不同的运营商。
运营商购买的带宽：频谱资源是需要购买的，带宽越大，支持的最大速率越大，但需要的费用也越高，因此不同的运营商，购买不同带宽的频谱资源。如购买了20M带宽。
部署的小区载波的带宽：小区的载波带宽取决于两个因素：
- 是通信技术限制的单载波的最大带宽，如LTE是20M, 5G是400M；
- 频率范围FR1还是FR2
- 实际部署所需要的小区的带宽，通常小于通信技术限制的最大带宽和运营商实际购买的带宽，如LTE: 5M/10M/15M/20M等。
5.2 5G小区带带宽
从上图可以看出，5G小区载波的带宽,与频率范围FR相关
（1）FR1频谱支持的小区带宽：5M/10M/15/20M.......80M/90M/100M #包括图中未画出的70M/90M。
- 15K子载波：只有小区带宽5M-50M时，才支持15K的子载波的宽度
- 30K子载波：5M-100M的所有小区带宽，都支持30K的子载波的宽度
- 60K子载波：5M带宽的小区带宽，不支持60K的子帧带宽，其他都支持。
（2）FR2频谱支持的小区带宽：50M/100M/200M/400M.
- 只支持60K和120K这两种载波
- 400M小区带宽时，不支持60KHz的子载波，但支持120KHz子载波宽度
小区的宽度越宽，尽可能的支持大的子帧波的宽度，尽可能的不支持小的子帧波的宽度。反之亦然。
小区的宽度越小，尽可能的支持小的子帧波的宽度，尽可能的不支持大的子帧波的宽度。
这也好理解，小区的宽度就类似车辆的宽度，车越宽，座位越宽。车越窄，座位越窄。
6. 多载波聚合（整个带宽）：包多辆车
为了增加用户的带宽，要么增加单个小区的物理带宽，要么把多个离散的、物理上20M小区的带宽合并成一个逻辑上更大的小区带宽。
载波聚合采用了后再的方案来增加用户的带宽。带宽越大，单个用户的速率越高。
（1）4G LTE：可以32个20M的载波聚合成一个640MHz的CA.
（2）5G NR: 可以把16个400M的载波聚合成一个6.4G的CA。
载波聚合，类似于同时包了N个并行行驶的车辆。
7. 频谱共享LTE DSS
5G除了可以部署在分配给5G专有的频谱上，5G还可以借用4G的频谱资源，这就是4G+5G动态频谱共享DSS。
动态频谱共享（DSS，Dynamic Spectrum Sharing），就是允许4G LTE BBU和5G NR BBU共享相同的RRU FPGA、相同的RFIC、相同射频载波频谱，并将“时频资源PRB”动态分配给4G和5G用户。
这需要在4G和5G基站MAC层之间传递数据，把5G的数据承载在4G时频资源上。
关于动态频谱共享DSS，请查阅相关文章
《[4G&5G专题-5]：RRU 全面了解什么是4G+5G RF动态频谱共享？》
https://blog.csdn.net/HiWangWenBing/article/details/112293957
8. BWP: 带宽自适应
LTE中，UE终端的收发数据的带宽，通常与基站的带宽是一致的，比如LTE 20M的小区带宽。
在5G中，基站可以支持200M, 400M的带宽，要求所有的终端都支持如此大的带宽，无疑会增加终端的成本和功耗。
BWP允许每个终端用户的滤波器的实际带宽，小于小区的带宽。
详细的内容，请查阅相关的文章。