📖 前言：本期介绍5G网络频谱划分与应用。

🕒 1. 概述

5G移动通信系统对比4G移动通信系统，在业务层面存在革命性的变化。5G业务更加丰富，其内容包括eMBB、URLLC和mMTC。

名词	定义
eMBB（Enhanced Mobile Broadband）	增强型移动宽带，就是现有4G网络的升级版，要求传输速率大于1Gbps
URLLC（Ultra Reliable & Low Latency Communication）	超可靠低时延通信，适用于无人驾驶，远程手术等场景，要求传输时延小于1ms
mMTC（Massive Machine Type Communication）	海量机器类通信，适用于物联网，要求每平方公里有100万个连接

这一切的实现有赖于丰富的频谱资源，所以在频谱资源的分配上5G比4G多了很多，也更加复杂。

5G特点：高带宽、低延时、大容量
5G频谱特点：频段高、分布广、分配复杂

🕘 1.1 关于频率的基本概念

在一定条件下，无线电波的波束等于光速。光速依赖于无线电波的传输介质。通常情况下，在真空和空气中，光速为3×10⁸m/s；在光纤中，光速近似为2×10⁸m/s。

在无线电波速度不变的情况下，波长与频率成反比，即频率增大，波长变短，频率减小，波长增加。在4G和5G移动通信系统应用中，移动通信信号的波长一般在分米量级。例如：900MHz信号的波长为0.333米，1.8GHz信号的波长为0.167米，2.6GHz信号的波长为0.115米。在5G移动通信系统中引入了毫米波的概念，毫米波是指波长在毫米量级。

🕘 1.2 无线电信号频谱划分（了解）

为了全面且准确的认识电磁波，人们将电磁波按照它们的波长或频率、波数、能量的大小顺序进行排列，形成电磁波谱。依照波长的长短、频率以及波源的不同，电磁波谱可大致分为:无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、x射线和伽马射线。4G与5G移动通信系统使用的频率都包含在无线电波范畴之内，波长在1千米到1毫米之间。波长和频率是无线电波的基本概念。

	波长 λ \lambda λ	频率 f f f	用途
甚低频（VLF）	10km-100km（甚长波）	3KHz~30KHz	远距离导航、海底通信
低频（LF）	1km~10km（长波）	30KHz~300KHz	远距离导航、海底通信、无限信标
中频（MF）	100m~1km（中波）	300KHz~3MHz	海上无线通信、调幅广播
高频（HF）	10m~100m （短波）	3MHz~30MHz	业余无线电、国际广播、军事通信、远距离飞机、轮船间通信、电话、传真
甚高频（VHF）	1m~10km （超短波）	30MHz~300MHz	VHF电视、调频双向无线通信、飞行器调幅通信、飞行器辅助导航；电视VHF有12个频段：1~5频段为48.5~92MHz，6~12频段为167~223MHz。
特高频（UHF）	0.1m~1m（分米波）	300MHz~3GHz	UHF电视、蜂窝电视、协助导航、雷达、GPS、微波通信、个人通信系统
超高频（SHF）	0.01m~0.1m（厘米波）	3GHz~30GHz	卫星通信、雷达、微波通信
极高频（EHF）	0.001m~0.01m（毫米波）	30GHz~300GHz	卫星通信、雷达
红外线	0.78~400 μ \mu μm	3×10¹⁰~4×10¹⁴Hz	光纤通信、探测、医疗
可见光	400~780nm	4×10¹⁴~8×10¹⁴KHz

英文名词解释：Frequency、Very、Ultra、High、Low、Super、Extremely

🕒 2. 5G网络工作频段与带宽配置

5G频谱分为两个区域：FR1和FR2，FR的含义是Frequency Range，即频率范围。基于3GPP R16版本规范，FR1和FR2表示的频率范围如下表所示，其中FR2称为毫米波。

FR命名	对应的频率范围
FR1	450 MHz ~ 7125 MHz
FR2	24250 MHz ~ 52600 MHz

注：频率范围并不确定，会随着演进不断更新。

🕘 2.1 FR1与FR2对应的工作频段

名词	定义
UL（Up Link）	上行
DL（Down Link）	下行
FDD（Frequency Division Duplexing）	频分双工，即上行和下行的传输分别在不同的频率上进行，上下行可同时进行
TDD（Time Division Duplexing）	时分双工，即上行和下行的传输在同一个频率上进行，上下行不可同时进行
SUL（Uplink Supplementary Bands）	上行辅助频段，即扩大上行的频段
SDL（Downlink Supplementary Bands）	下行辅助频段，即扩大下行的频段

FR1部分对应频段：

频段号	上行工作频段基站接收/UE发送 F_{UL_low}~F_{UL_high}	下行工作频段基站发送/UE接收 F_{DL_low}~F_{DL_high}	双工模式
n1	1920MHz~1980MHz	2110MHz~2170MHz	FDD
n2	1850MHz~1910MHz	1930MHz~1990MHz	FDD
……	……	……	……
n29	N/A	717MHz~728MHz	SDL
……	……	……	……
n41	2496MHz~2690MHz	2496MHz~2690MHz	TDD
……	……	……	……
n77	3300MHz~4200MHz	3300MHz~4200MHz	TDD
n78	3300MHz~3800MHz	3300MHz~3800MHz	TDD
n79	4400MHz~5000MHz	4400MHz~5000MHz	TDD
……	……	……	……
n98	1880MHz~1920MHz	N/A	SUL

FR2对应频段：

频段号	上行工作频段基站接收/UE发送 F_{UL_low}~F_{UL_high}	下行工作频段基站发送/UE接收 F_{DL_low}~F_{DL_high}	双工模式
n257	26500MHz~29500MHz	26500MHz~29500MHz	TDD
n258	24250MHz~27500MHz	24250MHz~27500MHz	TDD
n259	39500MHz~43500MHz	39500MHz~43500MHz	TDD
n260	37000MHz~40000MHz	37000MHz~40000MHz	TDD
n261	27500MHz~28350MHz	27500MHz~28350MHz	TDD

提问：在FDD双工方式中，为什么下行工作频段总是高于上行工作频段？
答：下行是基站发到手机。上行是手机发到基站。频段越低穿透损耗越小。基站是插着电的，手机是电池。基站天线体积不敏感，可以做大功放多天线提高增益，手机不行。所以麻烦的请基站做，下行频段高；简单一点的请手机做，上行频段低。

🕘 2.2 FR1与FR2信道带宽

名词	定义
SCS（Sub-Carrier Space）	子载波间隔
RB（Resource Block）	资源块，频率上连续12个子载波，时域上一个slot，称为1个RB
SSB（Synchronization Signal and PBCH block）	同步信号和PBCH块

FR1与FR2的信道带宽包含很多概念：最大传输带宽配置（Maximum Transmission Bandwidth Configuration）是指当SCS确定时，信道带宽可以配置的最大RB的数量；针对不同的最大传输带宽配置和最小保护带宽。5G信道带宽、传输带宽和保护带宽的关系如下图所示。

🕤 2.2.1 最大传输带宽配置

FR1和FR2的最大传输带宽配置与SCS有关，在不同的信道带宽下，其可配置的最大RB数（N_RB）分别如下表所示。
SCS（kHz） 5MHz 10MHz 15MHz 20MHz 25MHz 30MHz 40MHz 50MHz 60MHz 70MHz 80MHz 90MHz 100MHz 15 25 52 79 106 133 160 216 270 N/A N/A N/A N/A N/A 30 11 24 38 51 65 78 106 133 162 189 217 245 273 60 N / A 11 18 24 31 38 51 65 79 93 107 121 135

SCS（kHz） 1530605MHz2511 N/A10MHz52241115MHz79381820MHz106512425MHz133653130MHz160783840MHz2161065150MHz2701336560MHz N/A 1627970MHz N/A 1899380MHz N/A 21710790MHz N/A 245121100MHz N/A 273135 SCS（kHz） 5MHz10MHz15MHz20MHz25MHz30MHz40MHz50MHz60MHz70MHz80MHz90MHz100MHz15255279106133160216270 N/A N/A N/A N/A N/A 3011243851657810613316218921724527360 N/A111824313851657993107121135

SCS（kHz） 1530605MHz2511 N/A10MHz52241115MHz79381820MHz106512425MHz133653130MHz160783840MHz2161065150MHz2701336560MHz N/A 1627970MHz N/A 1899380MHz N/A 21710790MHz N/A 245121100MHz N/A 273135

S C S ( k H z ) 50 M H z 100 M H z 200 M H z 400 M H z 60 66 132 264 N / A 120 32 66 132 264

SCS(kHz)6012050MHz6632100MHz13266200MHz264132400MHz N/A264SCS(kHz)50MHz100MHz200MHz400MHz6066132264 N/A1203266132264

SCS(kHz)6012050MHz6632100MHz13266200MHz264132400MHz N/A264

🕤 2.2.2 最小保护带宽

FR1和FR2的最小保护带宽与SCS有关，在不同的信道带宽下，其可配置的最小保护带宽如下表所示。单位：kHz。可参考上面FR1和FR2最大传输带宽配置。
SCS（kHz） 5MHz 10MHz 15MHz 20MHz 25MHz 30MHz 40MHz 50MHz 60MHz 70MHz 80MHz 90MHz 100MHz 15 242.5 312.5 382.5 452.5 522.5 592.5 552.5 692.5 N / A N / A N / A N / A N / A 30 505 665 645 805 785 945 905 1045 825 965 925 885 845 60 N/A 1010 990 1330 1310 1290 1610 1570 1530 1490 1450 1410 1370

SCS（kHz） 1530605MHz242.5505 N/A 10MHz312.5665101015MHz382.564599020MHz452.5805133025MHz522.5785131030MHz592.5945129040MHz552.5905161050MHz692.51045157060MHz N/A825153070MHzN/A965149080MHzN/A925145090MHzN/A8851410100MHzN/A8451370 SCS（kHz） 5MHz10MHz15MHz20MHz25MHz30MHz40MHz50MHz60MHz70MHz80MHz90MHz100MHz15242.5312.5382.5452.5522.5592.5552.5692.5 N/AN/AN/AN/AN/A30505665645805785945905104582596592588584560 N/A 10109901330131012901610157015301490145014101370

S C S ( k H z ) 50 M H z 100 M H z 200 M H z 400 M H z 60 1210 2450 4930 N / A 120 1900 2420 4900 9860 240 3800 7720 15560

SCS(kHz)6012024050MHz12101900100MHz245024203800200MHz493049007720400MHz N/A986015560SCS(kHz)50MHz100MHz200MHz400MHz60121024504930 N/A12019002420490098602403800772015560

SCS(kHz)6012024050MHz12101900100MHz245024203800200MHz493049007720400MHz N/A986015560

注：

12个子载波为一个RB。
FR2的240kHz的SCS为SSB使用。

最小保护带宽计算公式：
最小保护带宽 = 信道带宽（ M ） × 1000 ( k H z ) − R B 数 × S C S × 12 2 − S C S 2 （ k H z ）最小保护带宽=\frac{信道带宽（M）×1000(kHz)−RB数×SCS×12}{2}-\frac{SCS}{2}（kHz）最小保护带宽=2信道带宽（M）×1000(kHz)−RB数×SCS×12−2SCS（kHz）
举例：对于FR1表中的845，计算为（100*1000-273*30*12）/2-30/2=845kHz

🕤 2.2.3 FR1与FR2工作频段与信道带宽对应关系

FR1：
NR工作频段 SCS（kHz） 5MHz 10MHz 15MHz 20MHz 25MHz 30MHz 40MHz 50MHz 60MHz 70MHz 80MHz 90MHz 100MHz n41 15 √ √ √ √ √ √ n41 30 √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ n41 60 √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ n77 15 √ √ √ √ √ √ √ n77 30 √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ n77 60 √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ n78 15 √ √ √ √ √ √ √ n78 30 √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ n78 60 √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ n79 15 √ √ n79 30 √ √ √ √ √ n79 60 √ √ √ √ √

NR工作频段n41n41n41n77n77n77n78n78n78n79n79n79SCS（kHz）1530601530601530601530605MHz10MHz√√√√√√√√√15MHz√√√√√√√√√20MHz√√√√√√√√√25MHz√√√√√√30MHz√√√√√√√√√40MHz√√√√√√√√√√√√50MHz√√√√√√√√√√√√60MHz√√√√√√√√70MHz√√√√80MHz√√√√√√√√90MHz√√√√√√100MHz√√√√√√√√NR工作频段SCS（kHz）5MHz10MHz15MHz20MHz25MHz30MHz40MHz50MHz60MHz70MHz80MHz90MHz100MHzn4115√√√√√√n4130√√√√√√√√√√n4160√√√√√√√√√√n7715√√√√√√√n7730√√√√√√√√√√√√n7760√√√√√√√√√√√√n7815√√√√√√√n7830√√√√√√√√√√√√n7860√√√√√√√√√√√√n7915√√n7930√√√√√n7960√√√√√

FR2：
NR工作频段 S C S ( k H z ) 50 M H z 100 M H z 200 M H z 400 M H z n257 60 √ √ √ n257 120 √ √ √ √ n258 60 √ √ √ n258 120 √ √ √ √ n259 60 √ √ √ n259 120 √ √ √ √ n260 60 √ √ √ n260 120 √ √ √ √ n261 60 √ √ √ n261 120 √ √ √ √

NR工作频段n257n257n258n258n259n259n260n260n261n261SCS(kHz)601206012060120601206012050MHz√√√√√√√√√√100MHz√√√√√√√√√√200MHz√√√√√√√√√√400MHz√√√√√NR工作频段SCS(kHz)50MHz100MHz200MHz400MHzn25760√√√n257120√√√√n25860√√√n258120√√√√n25960√√√n259120√√√√n26060√√√n260120√√√√n26160√√√n261120√√√√

NR工作频段n257n257n258n258n259n259n260n260n261n261SCS(kHz)601206012060120601206012050MHz√√√√√√√√√√100MHz√√√√√√√√√√200MHz√√√√√√√√√√400MHz√√√√√

🕒 3. 国外5G网络工作频段（了解）

目前，全球优先部署的5G频段为n77、n78、n79、n257、n258和n260，范围是3.3GHz～4.2GHz、4.4GHz～5.0GHz和毫米波频段26GHz/28GHz/39GHz。n78是全球主用频段，目前很多国家的5G试点均采用n78的3.5GHz频段。

下表为欧洲、北美、日本、韩国和中国的频率使用情况，其中“不可用”表示频段已经被其他系统占用；“干扰”表示基本可用但是部分频段存在干扰；“可用”表示频段可用，推荐使用。

5G使用的频谱简述如下。·

600MHz频段（470～694MHz/698MHz）：确定在美洲和亚太一些国家使用。·
700MHz频段（694～790MHz）：全球性使用的5G频段。
1427～1518MHz频段：所有国家和地区确定的新的全球波段。·3300～3400MHz频段：许多国家和地区确定的全球波段，欧洲和北美除外。
3400～3600MHz频段：所有国家和地区确定的全球波段，欧洲、韩国已经在使用，在中国，分配给了中国电信和中国联通使用。
3600～3700MHz频段：许多国家和地区确定的全球波段，非洲和亚太一些国家除外。
2496～2690MHz频段：许多国家和地区确定的全球波段，但许多国家已将该频段给LTE使用，在中国，这一频段分配了160MHz给中国移动。
4800～4990MHz频段：为亚太地区少数几个国家确定的新频段，在中国，这一频段分配了100MHz给中国移动。

这是全球频谱的一个概况，但是5G的FR1频段是从400多MHz开始的，还有部分600MHz的频段并没有在表上，可能是2G/3G/4G的原有频段，准备更换到5G。

FR2范围主要是高频，也就是我们通常说的毫米波，穿透能力较弱，但带宽十分充足，且没有什么干扰源，频谱干净，未来的应用将十分广泛。

下面是为5G的FR2新分配的频段。

🕘 3.1 北美5G频段

2016年7月14日，美国联邦通信委员会投票决定通过分配24GHz以上5G频段，美国成为世界上第一个为5G网络分配可用频段的国家。北美5G频段划分情况如下表所示。

频段	备注
27.5GHz ~ 28.35GHz	授权频段
37GHz ~ 38.6GHz	授权频段
38.6GHz ~ 40GHz	授权频段
64GHz ~ 71GHz	非授权频段

🕘 3.2 欧洲5G频段

欧盟委员会无线频谱政策组（RSPG）于2016年6月制定5G频段划分战略草案，并在欧盟范围内公开征求意见。2016年11月9日，RSPG发布欧盟5G频谱战略。欧洲5G频段划分情况如下表所示。

频段	备注
700MHz	5G广覆盖
3400MHz ~ 3800MHz	利用抢占先机
24.25GHz ~ 27.5GHz	5G先行频段
31.8GHz ~ 33.4GHz	5G潜在频段
40.5GHz ~ 43.5GHz	5G可选频段

🕘 3.3 亚洲5G频段

2010年，APT（亚太电信组织）就同意将700MHz用于发展移动通信，通常称为APT700。这段频谱对应FDD Band28（703～748MHz/758～803MHz）和TDD Band44（698～806MHz），被称为“数字红利”频段。

2016年，APT同意了对698～806MHz频段进行整理的建议，该频段也许会用于未来的5G网络。

2018年，APT将470～698MHz，1427～1518MHz，3300～3400MHz，4800～4990MHz和大于24GHz频段列入WRC-15的列表中（4800～4990MHz频段会更新）。

另外，中、韩、日作为5G的先行者，已在3GHz和5GHz频段上开展5G建设。韩国和日本还在25.6～29.5GHz频段上开展5G试验。

🕘 3.4 中东和非洲地区5G频段

沙特阿拉伯完成了适用于5G服务的频谱拍卖，中东地区至少有8个国家和地区开展5G试验工作，坦桑尼亚已经将700MHz频谱划拨用于ICT（信息通信技术）服务，南非则计划进行800MHz频谱拍卖用于IMT服务。

🕒 4. 国内5G网络工作频段

名词	定义
NB（Narrow Band）	窄带
NB-IoT（Narrow Band Internet of Things）	蜂窝窄带物联网
DCS1800	1800MHz数字蜂窝系统
RRU（Remote Radio Unit）	射频拉远单元
RSRP（Reference Signal Receiving Power）	参考信号接收功率

中国联通和中国电信获得3.5GHz的国际主流频段；中国移动获得2.6+4.9GHz组合频谱。

厂商	频段号	频段	带宽
中国移动	n41	2515MHz-2675MHz	160M
中国电信	n78	3400MHz-3500MHz	100M
中国联通	n78	3500MHz-3600MHz	100M
中国移动（未建设）	n79	4800MHz-4900MHz	100M

注：中国广电获得了700MHz的5G牌照：698MHz ~ 790MHz

值得一提的是，中国移动的5G频段（n41）与卫星导航系统的隔离度问题可能会导致中国移动的5G频段调整。中国北斗1号试验卫星导航系统是全天候、全天时提供卫星导航信息的区域系统。该系统在国际电联登记的频段为卫星无线电定位业务（RDSS）频段，上行为L频段（1610～1625.6MHz），下行为S频段（2483.5～2500MHz）。移动2.6GHz和北斗S频段之间隔离度尚未明确。隔离度问题对系统间干扰影响巨大，如下图所示。

🕘 4.1 中国移动频谱划分及应用

🕤 4.1.1 900M频谱的演进过程

900MHz原有GSM（2G）业务，等用户更替设备之后逐渐减少2G设备，建设5G，重新利用这个频段。

900MHz大网频率使用方案（演进路线）：

900MHz高铁专项频率使用方案（演进路线）：

🕤 4.1.2 1800MHz+A频段策略

全网以20MHz FDD1800为目标开展1800MHz重耕，支撑D频段退频后的4G容量需求；
剩余5MHz（1825～1830MHz）可选用途包括：

DCS1800按需部署逐步取代连续部署，降低DCS1800网络频率复用度。DCS1800补盲，非连续覆盖条件下可配置到S4/4/4站型，可解决大部分场景GSM容量需求；也可用于室内GSM覆盖需求，随FDD1800室分建设一并部署。
高铁FDD隔离带：高铁FDD1800专网与公网FDD1800隔离带内的FDD1800可错频部署在1820～1830MHz，防止高铁用户重选到公网（FDD-LTE高铁专网配置10MHz，隔离区配置10MHz）。

A频段重耕策略：基于D频段重耕后的4G容量需求，结合A频段终端支持率，在密集城区、高校、高铁等场景推进A频段重耕，缓解4G网络压力。（当前A频段是指2010～2025MHz，合计15MHz带宽）。

🕤 4.1.3 F频段使用方案

F频段面临的主要问题为：受中国电信扩频1875～1880MHz影响，1880～1920MHz（F频段）、所有FA RRU设备会受到阻塞干扰，影响网络性能。F频段使用整体思路：现网F1、F2频点带宽和频段范围不受影响，继续作为TD基础覆盖或容量层网络。F频段面对干扰问题的解决策略对比分析如下表所示。

改造手段	优点	缺点
更换新型RRU设备	根本上解决受扰问题	价格高、工程影响大
更换内置滤波器天线	在集采目录，价格适中，对覆盖无影响	独占天面，无法被4488天线（4端口900M，4端口1800M，8端口F频段，8端口D频段）收编，工程影响大
安装外置滤波器	价格便宜，工程影响小	对覆盖有2dB损耗，增加隐性故障点

F频段的使用和改造注意事项：

重点场景受扰F频段小区，考虑更换RRU或更换内置滤波天线，不建议通过外置滤波器解决。进一步地，如果该小区有4488天面整合计划，建议考虑直接更换RRU（省内对调或新增）。
一般场景受扰F频段小区，F频段作为打底覆盖网的，不建议通过外置滤波器解决；F频小区仅作为容量层的，可考虑通过加装外置滤波器解决。
对于同扇区有FDD1800建设计划的F频段受扰小区，满足覆盖和容量前提下，考虑拆除F频段设备。

🕤 4.1.4 2.6G清频方案

中国移动5G分配到160MHz带宽的2.6GHz频谱，为了更好地使用D频段的频谱资源，同时满足向5G演进的要求，目前确定D频段2515～2615MHz的100MHz作为5G频段，2615～2675MHz的60MHz留给4G使用。中国移动2.6GHz频率使用方案，如下图所示。

🕘 4.2 中国联通频谱划分及应用

🕘 4.3 中国电信频谱划分及应用

🕘 4.4 中国广电频谱划分及应用

中国广电计划使用700MHz频段建设5G网络。在2020年以前，700MHz被中国广电用于农村电视信号的传送。使用700MHz频段组网比900MHz/1800MHz要好很多。

参考资料
🔎 大唐杯学习笔记(2)—— 5G网络频谱划分与应用
 🔎 《5G系统技术原理与实现》——人民邮电

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作者：HinsCoder

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