5G工作频段及波长覆盖计算

5G工作频段及波长覆盖计算

引用

CSDN

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https://blog.csdn.net/dxy0219/article/details/122368550

5G技术作为新一代移动通信技术，其工作频段的选择和波长覆盖计算是理解其性能和应用场景的关键。本文将详细介绍5G的两个主要频段（FR1和FR2）的频率范围、波长计算及其特点，并解释辅助频段（SDL和SUL）的作用和原理。

5G工作频段分为FR1和FR2。这里的FR是Frequency Range的缩写，说白了就是频率的范围。仔细想想，频率范围不就组成了频段了嘛。

• FR1对应的范围：450MHz~6000MHz。
• FR2对应的范围：24250MHz~52600MHz。

我们常说的Sub6G就是说的FR1，因为FR1对应的频率都是在6GHz以下。

通过公式c=λf（c是光速=3×10^8 m/s，λ是波长，f是频率）可以计算出：

• λ1=c/f=3(×10^8 m/s)/(450×10^6 Hz)≈0.67m
• λ2=c/f=3(×10^8 m/s)/(6000×10^6 Hz)≈0.05m

FR1的波长范围在0.05m-0.67m之间。注意这边的单位是米。

对于FR2，它是毫米波波段（严格来说30000MHz以上才算的上毫米波）。通过公式计算出FR2波长：

• λ1=c/f=3(×10^8 m/s)/(24250×10^6 Hz)≈0.01237m=12.37mm
• λ2=c/f=3(×10^8 m/s)/(52600×10^6 Hz)≈0.0057m=5.7mm

FR2的波长范围在5.7mm-12.37mm之间。这里的单位就是毫米了。

通过以上计算，我们可以看出：

• FR1频率低，波长长，绕射能力强，覆盖效果好。所以基础覆盖时，我们大量使用FR1频段。FR1最大支持100MHz带宽。
• FR2频谱比FR1高，所以FR2波长短，覆盖能力弱（覆盖距离短），绕射能力弱，但是由于FR2是高频频段，最大支持400MHz的带宽，所以它的速度远远高于FR1。由于现阶段技术不成熟或者没有大规模应用到高频频段，所以FR2应用相对较少，基本作为补点或者容量补充频段。

在5G FR1双工模式中，除了传统的TDD和FDD模式外，还引入了SDL和SUL两种辅助频段模式。

• SDL和SUL统称为辅助频段（Supplementary Bands），其中SUL（Supplementary Upload，上行辅助）；SDL（Supplementary Download，下行辅助）。
• 辅助频段的作用是用来弥补覆盖距离不够的问题。基站的发射功率大，下行距离较大；手机的发射功率较小，上行距离较小。因此，在同一频率下，基站下行覆盖到的地方，手机上行不一定能够达到基站。
• 为了解决这一问题，可以采用辅助频段。例如，基站下行使用3.5GHz的频段以保证下行速度，而手机上行则使用1.8GHz的频段，因为较低的频率具有较长的波长，更有可能实现有效覆盖。