Sub-6GHz頻段

Sub-6GHz頻段是5G網路使用的主要頻段之一,指頻率低於6GHz的頻譜範圍。在5G NR標準中對應FR1頻段,頻率範圍為450MHz至6000MHz。該頻段信號穿透力強、覆蓋範圍廣,能使用更少的基站實現大面積覆蓋,適合城市和農村地區。

中國在5G初期建設就採用了Sub-6GHz方案,目前國內主要使用n78、n41、n79等頻段。全球多個運營商也優先部署Sub-6GHz網路以實現快速覆蓋。它與毫米波頻段協同部署,可平衡覆蓋與容量。

基本介紹

  • 中文名:Sub-6GHz頻段
  • 別名:厘米波
定義與頻段劃分,技術特點與優勢,與毫米波的關係,相關產品與技術發展,

定義與頻段劃分

Sub-6GHz(指6GHz以下)是第五代移動通信技術(5G)中所使用的電磁頻譜範圍。在5G標準中,該頻段也被稱為FR1(Frequency Range 1)。因其波長在厘米級別,常被俗稱為“厘米波”。其頻率通常指7125 MHz以下。
根據國際標準組織3GPP(第三代合作夥伴計畫)的定義,FR1(即Sub-6GHz)的頻率範圍為450 MHz至6000 MHz。在該範圍內,3GPP共定義了包括n1、n2、n3等在內的26個頻段。
目前,中國5G網路部署主要基於Sub-6GHz頻段。使用的具體頻段包括n1、n3、n28、n41、n77、n78和n79等。其中,n78頻段(頻率範圍3.3 GHz - 3.8 GHz)因在覆蓋、容量和產業鏈成熟度之間取得了良好平衡,被認為是全球5G商用的“黃金頻段”。就國內運營商而言,中國電信和中國聯通主要使用n78頻段;中國移動則主要使用n41(2.5 GHz - 2.69 GHz)和n79(4.4 GHz - 5.0 GHz)頻段。

技術特點與優勢

Sub-6GHz頻段信號波長較長,穿透建築物等障礙物的能力強,適合城鄉廣域覆蓋,城市環境下站間距約300-500米。同時,其部署成本相對較低,可利用部分現有4G基站基礎設施,對基站數量的需求相比毫米波較少,且相關的射頻組件產業鏈較為成熟。
該頻段在覆蓋範圍、網路容量和性能之間取得了良好平衡,被業界認為是5G商用的主要頻段之一,對實現5G快速普及和廣域覆蓋具有重要作用。
通過大規模MIMO(Massive MIMO)天線陣列技術,Sub-6GHz網路能支持更多的同步連線,顯著提高信號吞吐量和頻譜效率。同時,結合高階調製技術(如QPSK、16QAM、64QAM、256QAM)與載波聚合(CA)技術,可大幅提升數據傳輸速率。例如,有數據機通過四載波聚合和1024QAM技術在Sub-6GHz頻段實現了7.5Gbps的峰值下行速率。
隨著用戶對高速率需求的增長,Sub-6GHz頻段的頻譜資源也面臨緊張局面。在5G整體網路中,Sub-6GHz與毫米波並非替代關係,而是互補協同。Sub-6GHz主要負責實現網路的廣覆蓋,而毫米波則用於熱點區域的大容量補充,兩者結合有助於實現5G網路覆蓋與性能的平衡。

與毫米波的關係

Sub-6GHz與毫米波是5G技術中兩種關鍵的頻譜資源,二者並非對立替代關係,而是互補協同關係。5G毫米波連線速率可達僅基於Sub-6GHz連線的16倍,其時延僅為Sub-6GHz頻段的25%左右。在頻譜頻寬方面,Sub-6GHz頻段通常僅能獲得100MHz左右的頻譜資源,而毫米波可獲取800MHz甚至更寬的頻譜。Sub-6GHz頻段信號穿透力強,覆蓋範圍廣,典型城市站間距約300-500米;毫米波覆蓋範圍有限,穿透能力差。在部署成本上,Sub-6GHz可利用現有基站,部署成本更低;毫米波組件成本更高。
在實際部署中,兩者分工明確:利用Sub-6GHz實現5G的廣域覆蓋(包括農村和城市地區);利用毫米波滿足室內場館(如體育賽事、演唱會)、交通樞紐(捷運站、高鐵站)、辦公區域及室外熱點等場景對極高容量、速率和低時延的需求。此外,在低空經濟等新興領域,Sub-6GHz與毫米波可通過多頻段協作方式(如Sub-6GHz通信加毫米波感知)實現更複雜的套用。
為實現優勢互補,產業界已推動Sub-6GHz與毫米波的協同組網技術。例如,高通等廠商已實現Sub-6GHzFDD/TDD頻段與毫米波頻段的雙連線數據呼叫及頻譜聚合技術,旨在結合毫米波的大頻寬優勢和Sub-6GHz的廣覆蓋優勢。這種協同部署被認為是釋放5G全部潛能的關鍵。

相關產品與技術發展

在5G基帶晶片領域,高通、華為、聯發科等廠商均推出了支持Sub-6GHz頻段的產品。高通驍龍X75在Sub-6GHz頻段實現了高達7.5Gbps的下行傳輸速度,華為巴龍5000在Sub-6GHz頻段下支持最高4.6Gbps峰值下載速度,聯發科天璣1050平台也支持Sub-6GHz與毫米波的全頻段5G連線。驍龍X60數據機支持5G Sub-6GHz載波聚合,驍龍X65也支持Sub-6GHz頻段的雙連線數據呼叫。
終端設備方面,蘋果iPhone 12系列、三星Galaxy S20系列等主流5G手機均支持Sub-6GHz頻段。蘋果iPhone 12系列中的iPhone 12 mini和iPhone 12 Max僅支持Sub-6GHz頻段,而iPhone 12 Pro和Pro Max則同時支持Sub-6GHz與毫米波。不同國家或地區銷售的版本在支持的頻段上存在差異。
除消費電子產品外,Sub-6GHz技術也廣泛套用於物聯網和行業領域。已有廠商開發出車規級和工規級的5G Sub-6GHz通信模組,如AG55xQ系列可套用於車聯網領域,RG50xQ系列適用於工業級路由器和智慧型網關等場景。
Sub-6GHz技術的發展方向是與毫米波互補協同組網,並結合5G-Advanced的感知技術,以實現覆蓋範圍、容量與性能的更好平衡。

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