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Sub-6GHz 5G 方案

Sub-6GHz 概述

Sub-6GHz 是指频率低于 6GHz 的 5G 频段,是目前全球 5G 部署的主流频段,兼顾覆盖范围和速率。

全球主要 Sub-6GHz 频段

频段频率范围主要市场带宽
n412496-2690 MHz中国移动100MHz
n783300-3800 MHz全球主流100MHz
n794400-5000 MHz中国电信/联通100MHz
n773300-4200 MHz欧洲、北美100MHz
n28703-748 MHz欧洲、亚太30MHz
n11920-1980 MHz全球20MHz

中国 5G 频段分配

运营商频段频率带宽
中国移动n412.6GHz160MHz
中国电信n783.5GHz100MHz
中国联通n783.5GHz100MHz
中国广电n28700MHz30MHz

链路预算分析

Sub-6GHz 5G 链路预算是评估覆盖范围的关键工具。

上行链路预算示例(n78,3.5GHz)

发射功率(UE):23 dBm
天线增益(UE):0 dBi(全向)
馈线损耗(UE):0 dB
EIRP:23 dBm

路径损耗模型(UMa,室外):
  PL = 28 + 22×log10(d) + 20×log10(fc)
  fc = 3.5GHz,d = 距离(m)

基站接收灵敏度:
  热噪声:-174 + 10×log10(BW) = -174 + 80 = -94 dBm
  噪声系数:3 dB
  SINR 门限:-3 dB(QPSK 1/3)
  接收灵敏度:-94 dBm

最大路径损耗(MCL):
  MCL = EIRP - 接收灵敏度 = 23 - (-94) = 117 dB

覆盖半径(室外):约 500m ~ 1km

天线设计要点

5G 模组天线接口

移远 5G 模组通常有多个天线接口:

RG520N 天线接口:
  ANT_MAIN:主集天线(发射+接收)
  ANT_DIV:分集天线(接收)
  ANT_MIMO3:MIMO 第3路
  ANT_MIMO4:MIMO 第4路
  ANT_GNSS:GNSS 天线(如有集成)

天线选型建议

应用场景推荐天线类型增益
工业网关(固定)外置全向天线3-5 dBi
车载设备车规吸盘天线2-3 dBi
手持设备内置 FPC 天线0-2 dBi
定向覆盖定向板状天线8-12 dBi

天线安装注意事项

1. 净空区要求:
   - 天线周围 5mm 内无金属
   - 避免金属外壳遮挡

2. 接地要求:
   - 天线地平面(Ground Plane)面积影响性能
   - 建议地平面 ≥ λ/4(3.5GHz 约 21mm)

3. 多天线隔离度:
   - MIMO 天线间距 ≥ λ/2(3.5GHz 约 43mm)
   - 隔离度要求 ≥ 20dB

4. 走线要求:
   - 射频同轴线尽量短
   - 弯折半径 ≥ 5倍线径
   - 避免与电源线并行走线

实测性能参考

速率测试(RG520N,n78,100MHz)

测试条件下行速率上行速率
室内近距离(RSRP -70dBm)1.2 Gbps180 Mbps
室外中距离(RSRP -90dBm)600 Mbps100 Mbps
室外远距离(RSRP -105dBm)150 Mbps30 Mbps

实际速率受网络负载、基站配置等因素影响,以上为参考值。

时延测试

bash
# 测试 RTT 时延
ping -c 100 8.8.8.8

# 典型结果(5G SA 网络):
# 平均 RTT:8-15ms
# 最小 RTT:5ms

# 5G NSA 网络:
# 平均 RTT:15-25ms(受 4G 锚点影响)

褚成志的笔记