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】

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。

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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