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5G毫米波(mmWave)与Sub-6GHz有什么区别?频段覆盖范围与穿透力对比【硬核】

煙雲

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发布时间:2025-12-23 12:50:37

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毫米波与Sub-6GHz因频率差异导致覆盖、穿透和部署显著不同:毫米波(24.25–52.6 GHz)覆盖仅150–300米、穿墙损耗35–45 dB、需超密集组网;Sub-6GHz(450 MHz–6 GHz)覆盖达1–10公里、穿墙损耗12–18 dB、可复用4G站址。

5g毫米波(mmwave)与sub-6ghz有什么区别?频段覆盖范围与穿透力对比【硬核】

如果您在对比5G两种主流频段技术表现,发现实际使用中信号强度、速率或室内体验存在明显差异,则很可能是毫米波与Sub-6GHz在物理传播特性上的根本区别所致。以下是二者在频段划分、覆盖能力与穿透性能方面的硬核对比:

一、频段定义与频率范围差异

毫米波与Sub-6GHz的本质区别首先体现在其所属的无线电频谱位置,该差异直接决定后续所有传播行为。

1、毫米波(mmWave)指国际电信联盟(ITU)定义的FR2频段,频率范围为24.25 GHz 至 52.6 GHz,部分资料扩展至100 GHz;典型商用频段包括24.25–27.5 GHz、37–43.5 GHz和66–71 GHz。

2、Sub-6GHz对应FR1频段,频率范围为450 MHz 至 6 GHz;我国主流部署集中在2.6 GHz、3.5 GHz和4.9 GHz频段,其中N79频段达4.9 GHz但仍属Sub-6范畴。

二、覆盖半径与传播距离对比

电磁波传播距离与频率成反比,高频信号能量衰减更快,导致毫米波天然受限于短距传输,而Sub-6GHz可实现远距离稳定传播。

1、毫米波在理想视距(LOS)条件下,单基站有效覆盖半径仅为150 米至 300 米,非视距(NLOS)环境下常缩至50米以内。

2、Sub-6GHz在城市密集区单站覆盖半径可达1–3 公里,郊区及农村可达2–10 公里,部分低频段(如700 MHz)甚至支持单站覆盖超15公里。

3、谷歌实测数据显示:相同发射功率下,Sub-6GHz信号在1公里处接收电平仍高于毫米波在300米处的电平15 dB以上,等效于信号强度高出30倍。

三、穿透损耗与障碍物影响分析

穿透能力取决于波长与障碍物尺寸的相对关系,毫米波波长仅1–12.5 mm,易被常见物体散射或吸收;Sub-6GHz波长5–67 cm,更易绕射与穿透。

1、毫米波穿过24 cm厚混凝土墙时,平均路径损耗高达35–45 dB,相当于信号衰减至原始强度的0.03%以下;玻璃幕墙、人体、雨雾亦造成显著衰减。

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2、Sub-6GHz在同等墙体条件下路径损耗约为12–18 dB,室内信号仍可维持可用水平;在地铁车厢、地下车库等封闭空间,Sub-6GHz仍能提供RSRP ≥ -110 dBm的稳定接入。

3、毫米波对大气成分敏感:24 GHz以上频段受氧气吸收峰(60 GHz)及水蒸气共振(24 GHz、183 GHz)影响,在潮湿天气下额外增加2–8 dB/km衰减。

四、带宽资源与理论速率上限

尽管本题聚焦覆盖与穿透,但带宽差异是频段选择的底层动因,需明确其与传播特性的耦合关系。

1、毫米波单载波可配置带宽达400 MHz 至 800 MHz,Ookla实测显示其平均下载速率可达Sub-6GHz的16 倍,峰值下行突破7 Gbps。

2、Sub-6GHz受限于频谱分配与干扰协调,单载波最大带宽通常为100 MHz(TDD)或 200 MHz(FDD),理论峰值速率约1–4 Gbps,难以支撑8K多路直播或实时全息通信。

五、基站部署密度与网络架构适配

覆盖与穿透性能差异直接转化为基础设施部署逻辑的根本分野,反映在基站拓扑结构上。

1、为弥补毫米波覆盖短板,需采用超密集组网(UDN),美国运营商部署毫米波基站密度达Sub-6GHz的20 倍,单站成本超30万美元。

2、Sub-6GHz可复用4G宏站站址,中国通过“零光纤升级”将单站建设成本压至5 万美元以内,两年建成超150万个基站,行政村覆盖率超98%。

3、毫米波依赖波束赋形(Beamforming)与动态波束追踪维持链路,而Sub-6GHz多采用传统扇区天线,终端无需高精度角度同步即可接入。

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