通信中频段的频点计算以及各大运营商5G现在的频段应用情况
频点的计算需结合具体通信制式及频段参数,核心公式体现频点号与物理频率的线性映射关系。国内5G频段分配上,运营商通过高频段(如3.5GHz)提升容量,低频段(如700MHz、850MHz)增强覆盖,兼顾不同场景需求。实际部署中,还需考虑信道间隔、干扰协调及动态频谱共享技术。4G(LTE)和5G(NR)的频点计算方式不同,主要是由于技术演进、频谱资源扩展以及设计目标差异导致的。以下是具体原因和对比分析
频点的计算方法
频点的计算依赖于通信系统的制式(如LTE、5G NR)及频段划分,核心公式基于频段参数与信道号(或频点号)的映射关系:
1. LTE频点计算
公式推导
下行频点频率
上行频点频率
其中,和
为频段下限频率,
和
为频段起始频点号,
和
为实际频点号。
示例:
LTE Band 3(1.8GHz频段)中,若频点号 ,则下行频率为
。
2. 5G NR频点计算
全局栅格法
频点号NREF = 起始频点号 + (中心频率 - 起始频率)/ΔFGlobal
其中,ΔFGlobal根据频段不同取值(如0~3GHz时ΔF=5kHz,3~24.25GHz时ΔF=15kHz,24.25GHz以上ΔF=60kHz)。
示例:
中心频率4800MHz对应的频点号 。
---
国内5G运营商频段分配
中国移动
主用频段:
- n41(TDD):2515-2675MHz(2.6GHz),覆盖广,用于城区及热点区域。
- n79(TDD):4800-5000MHz(4.9GHz),高容量场景补充。
- 部署策略:以n41为主构建基础网络,n79用于特定高密度区域。
中国联通 & 中国电信
共享频段:
- n78(TDD):3400-3600MHz(3.5GHz),主流中频段,兼顾覆盖与容量。
- 补充频段:
- n1(FDD):2100MHz(上行1920-1980MHz,下行2110-2170MHz),用于增强覆盖和边缘区域。
- n5(FDD):850MHz,适用于农村及广域覆盖。
技术特性对比
| 频段 | 类型 | 覆盖能力 | 容量能力 | 典型应用场景 |
|--------|------|----------|----------|--------------------|
| n41/n78| TDD | 中等 | 高 | 城区、密集区域 |
| n79 | TDD | 低 | 极高 | 体育场馆、会展中心 |
| n1/n5 | FDD | 高 | 中等 | 农村、广域覆盖 |
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总结
频点的计算需结合具体通信制式及频段参数,核心公式体现频点号与物理频率的线性映射关系。国内5G频段分配上,运营商通过高频段(如3.5GHz)提升容量,低频段(如700MHz、850MHz)增强覆盖,兼顾不同场景需求。实际部署中,还需考虑信道间隔、干扰协调及动态频谱共享技术。
4G(LTE)和5G(NR)的频点计算方式不同,主要是由于技术演进、频谱资源扩展以及设计目标差异导致的。以下是具体原因和对比分析:
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### **一、技术需求驱动差异**
1. **4G的设计目标**
- 主要服务于移动宽带(eMBB),优化中低频段(0.7–3.5 GHz)的频谱效率。
- **固定子载波间隔**:15 kHz(常规)或7.5 kHz(特殊场景),计算方式相对简单。
- **信道带宽固定**:如20 MHz、10 MHz,频点映射基于固定栅格(100 kHz间隔)。2. **5G的设计目标**
- 支持多样化场景(eMBB、URLLC、mMTC),覆盖Sub-6 GHz(FR1)和毫米波(FR2,24–100 GHz)。
- **灵活子载波间隔**:15/30/60/120/240 kHz,适应不同频段和业务需求(如低时延需要更宽子载波)。
- **超大带宽支持**:5G单信道带宽可达400 MHz(毫米波),需更灵活的频点定义方式。---
### **二、频点计算的核心差异**
#### **1. 频点栅格(Frequency Raster)的定义**
- **4G(LTE)**:
采用**固定信道栅格(100 kHz间隔)**,频点号(EARFCN)直接对应物理频率,公式为:(单位:MHZ)
**示例**:频点号1850对应1870 MHz(LTE Band 3)。- **5G(NR)**:
引入**全局统一栅格(Global Frequency Raster)**,支持跨频段无缝扩展:
\[
N_{\text{REF}} = N_{\text{起始}} + \frac{F_{\text{中心}} - F_{\text{起始}}}{\Delta F_{\text{Global}}}
\]
其中,根据频段动态调整(5 kHz/15 kHz/60 kHz)。
**示例**:4.8 GHz频点号计算为,栅格间隔15 kHz。
#### **2. 频点覆盖范围扩展**
- **4G**:频段范围较窄(最高3.5 GHz),频点号范围有限(EARFCN范围:0–262143)。
- **5G**:
- 支持Sub-6 GHz(FR1)和毫米波(FR2),频点号范围大幅扩展(NR-ARFCN范围:0–2016666)。
- 统一栅格设计使得高频段(如28 GHz)和低频段(如700 MHz)的频点计算方式一致。#### **3. 频点与子载波间隔解耦**
- **4G**:频点直接绑定子载波间隔(15 kHz),灵活性差。
- **5G**:频点号独立于子载波间隔(SCS),同一频点可配置不同SCS(例如30 kHz用于高速移动场景,60 kHz用于低时延)。---
### **三、设计动机**
1. **应对高频段挑战**
毫米波频段(如28 GHz)带宽极大(数百MHz),传统固定栅格无法高效利用频谱,需更精细的栅格划分(如60 kHz间隔)。2. **支持多样化业务**
URLLC(低时延)需要更宽子载波间隔(如60 kHz),而mMTC(海量连接)需要更窄间隔(如15 kHz)。统一栅格设计允许动态调整。3. **简化多频段管理**
5G需兼容Sub-6 GHz和毫米波,统一频点计算方式可减少设备复杂度(如基带芯片设计)。4. **未来扩展性**
全局栅格支持未来更高频段(如太赫兹),无需重新定义频点规则。---
### **四、实际影响**
- **网络部署**:5G基站可根据场景动态选择子载波间隔,而频点号保持稳定。
- **终端兼容性**:5G手机需支持多种栅格间隔,但频点映射对用户透明。
- **频谱共享**:5G NR与LTE动态频谱共享(DSS)时,统一栅格简化了资源分配。---
### **总结**
4G和5G频点计算方式的差异本质上是**技术代际演进的结果**:
- 4G基于固定场景设计,计算方式简单但扩展性受限;
- 5G通过全局统一栅格和灵活参数配置,实现了对高频段、多业务、超大带宽的兼容,为未来6G的频谱扩展奠定了基础。这种差异反映了移动通信从“单一优化”向“全场景适应”的跨越。
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