5G频谱和频率

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5G频谱和频率

5G频谱和频率


5G通过电磁频谱无线传输信息,特别是无线电频谱。在无线电频谱内是不同级别的频带,其中一些用于5G数据

由于5G仍处于实施的早期阶段,并且尚未在每个国家/地区提供,您可能会听到5G带宽频谱,5G频谱拍卖,mmW 5G等。

不要担心这是否令人困惑。您真正需要了解的5G频段是不同公司使用频谱的不同部分来传输5G数据。使用一部分光谱而不是另一部分会影响连接的速度和它可以覆盖的距离。下面有更多内容。

定义5G频谱
无线电波频率范围从3千赫兹(kHz)到300千兆赫兹(GHz)。频谱的每个部分都有一系列频率,称为频带,具有特定的名称。

无线电频谱带的一些示例包括极低频(ELF),超低频(ULF),低频(LF),中频(MF),超高频(UHF)和极高频(EHF)。

无线电频谱的一部分具有30GHz和300GHz之间的高频范围(EHF频带的一部分),并且通常被称为毫米频带(因为其波长范围从1-10mm)。因此,该频带内和周围的波长称为毫米波(mmW)。mmWaves是5G的热门选择,但也适用于射电天文,电信和雷达枪等领域。

用于5G的另一部分无线电频谱是UHF,其频谱低于EHF。UHF频段的频率范围为300 MHz至3 GHz,可用于从电视广播和GPS到Wi-Fi,无绳电话和蓝牙等各种设备。

1 GHz及以上的频率也称为微波,频率范围为1-6 GHz的频率通常被称为“6 GHz以下”频谱的一部分。

频率决定5G速度和功率
所有的无线电波都以光速传播,但并非所有的波都以相同的方式与环境作出反应,或者与其他波的行为相同。它是5G塔使用的特定频率的波长,直接影响其传输的速度和距离。

频率更高
更快的速度

距离更短

降低频率
速度较慢

距离更远

波长与频率成反比(即,高频具有较短的波长)。例如,30 Hz(低频)的波长为10,000 km(超过6,000英里),而300 GHz(高频)的波长仅为1 mm。

当波长非常短(例如光谱较高端的频率)时,波形很小,很容易变形。这就是为什么真正的高频率不能像低频率那样传播的原因。

速度是另一个因素。带宽通过信号的最高频率和最低频率之间的差异来测量。当您向上移动无线电频谱以达到更高频段时,频率范围更高,因此吞吐量增加(即,您获得更快的下载速度)。

为什么5G频谱很重要
由于5G小区使用的频率决定了速度和距离,因此服务提供商(如Verizon或AT&T)使用包含有利于手头工作的频率的部分频谱非常重要。

例如,处于高频谱中的毫米波具有能够携带大量数据的优点。然而,更高频段的无线电波也更容易被空气,树木和附近建筑物中的气体吸收。因此,mmWaves在密集的网络中很有用,但对于长距离传输数据(由于衰减)不太有用。

由于这些原因,实际上没有黑白“5G频谱” - 可以使用频谱的不同部分。5G提供商希望最大化距离,最小化问题,并尽可能多地获得吞吐量。解决毫米波限制的一种方法是使用更低频段的多样化和使用。

例如,600 MHz的频率具有较低的带宽,但是因为它不像空气中的水分那样容易受到影响,所以它不会快速地损失功率并且能够更远地到达设备并且更好地穿透墙壁以提供室内接待。

为了比较,30kHz至300kHz范围内的低频(LF)传输对于长距离通信是很好的,因为它们经历低衰减,因此不需要像更高频率那样频繁地放大。它们被用于AM无线电广播之类的东西。

服务提供商可能会在需要更多数据的区域使用更高的5G频率,例如在使用大量设备的热门城市。然而,低频段频率对于从单个塔提供5G接入更多设备以及与5G小区没有直接视线的区域非常有用。

以下是其他一些5G频率范围(称为多层频谱):

C波段:覆盖范围和容量为2-6 GHz。
超级数据层:超过6 GHz(例如,24-29 GHz和37-43 GHz),用于高带宽区域。
覆盖区域:室内和更广覆盖区域的2 GHz以下(如700 MHz)。
运营商的5G频谱使用情况
并非所有服务提供商都为5G使用相同的频段。如上所述,使用5G光谱的任何部分都有优点和缺点。

T-Mobile:T-Mobile计划使用低频段频谱(600 MHz)以及中频频段。
Verizon:Verizon的5G超宽带网络使用毫米波,特别是28 GHz和39 GHz。
AT&T:AT&T的部署策略是将毫米波频谱用于农村和郊区的密集区域和中低频谱。
Sprint:Sprint声称拥有比美国任何其他运营商更多的频谱,有三个频段:800 MHz,1.9 GHz和2.5 GHz。

5G频谱必须通过拍卖等方式出售或许可给运营商,以便任何公司使用特定频段。在国际电信联盟(ITU)规定了在世界各地使用的无线电频谱,而国内使用的是由不同的监管机构,如控制FCC是在美国。

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