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解密 5G ATG 终端:飞机上网背后的射频标准
2026-01-07
如今,乘坐飞机时连接机上 WiFi 处理工作、刷视频已成为常态,而支撑这一体验的核心技术之一,便是
5G ATG
(Air to Ground,空对地)终端。作为实现高空高速通信的关键设备,
ATG
终端需满足严苛的射频标准,其中参考灵敏度更是决定通信质量的核心指标。本文将深入解析 5G ATG 终端的技术原理、射频规范及参考灵敏度要求,带你读懂高空上网背后的技术支撑。
5G ATG
ATG终端:高空上网的“通信桥梁”
ATG 技术的核心使命,是通过机载设备与地面 5G 基站网络建立连接,为飞机乘客提供高速上网服务。其
通信链路
可简单概括为:
地面网络 —5G 基站 —ATG 设备 —Wi-Fi— 用户终端
。与
卫星通信
相比,ATG 技术不仅成本更低,还能借助 5G 的大带宽优势实现更快网速,但它面临着两大核心挑战:一是飞机超高速飞行带来的
多普勒效应
,二是超高空环境下的信号覆盖与稳定接入。
除了
地面 5G 基站连接方案
,高空上网还可通过 “
地面网络 — 卫星地球站 — 卫星 — 机载卫星天线及终端 —Wi-Fi— 用户终端”
实现
,但卫星通信的高成本和速率限制,让 ATG 成为当前更主流的选择。为确保兼容性与覆盖效果,3GPP 明确规定了可用于 ATG 的 7 个 5G 频段,涵盖
FDD
(频分双工)和 TDD(时分双工)两种模式,具体如下:
频段
上行频率范围(MHz)
下行频率范围(MHz)
双工模式
n1
1920–1980
2110–2170
FDD
n3
1710–1785
1805–1880
FDD
n34
2010–2025
2010–2025
TDD
n39
1880–1920
1880–1920
TDD
n41
2496–2690
2496–2690
TDD
n78
3300–3800
3300–3800
TDD
n79
4400–5000
4400–5000
TDD
5G ATG
ATG终端的射频关键要求:天线与输出功率
| 天线设计规范
ATG 终端的天线配置直接影响信号收发性能,3GPP 针对不同天线类型制定了明确标准:
配备一根或多根全向天线的 ATG 终端,其传导特性以天线连接器处的参数为准;
配备天线阵列的 ATG 终端(类似基站的相控阵天线形式),则以收发阵列边界(TAB)连接器处的特性作为基准。这种灵活的天线设计的是为了适配飞机机身环境,确保在高空高速场景下仍能稳定捕获信号。
| 最大输出功率要求
ATG 终端需通过 UE 能力参数 maxOutputPowerATG-r18 上报额定最大输出功率,上报条件为终端支持的最大调制阶数及 NR 载波信道带宽内的满物理资源块(PRB)配置,测量时长至少为 1 个子帧(1ms)。该参数的取值范围为 23 至 40 dBm,不同频段的输出功率公差统一为 ±(2+TT) dB(TT 为测试公差)。
此外,针对不同天线配置的终端,功率控制要求也有所区别:
多根全向天线且未声明 antennaArrayType-r18 能力的终端,实测最大输出功率需保持在上报额定功率的 ±2 dB 范围内;
配备天线阵列且声明该能力的终端,实测功率需符合收发阵列边界(TAB)处的额定功率 ±2 dB 要求。测试公差 TT 则根据频段频率调整:频率≤3.0GHz 时为 0.7 dB,3.0GHz<f≤6.0GHz 时为 1.0 dB。
ATG UE
核心指标:ATG UE的参考灵敏度
参考灵敏度(REFSENS)是衡量 ATG 终端接收性能的关键指标,指终端在特定功率电平下,吞吐量仍能满足或超过指定参考测量信道要求的最小平均功率。由于 3GPP 尚未完成多于 2 个发射端口或 TAB 阵列天线终端的测试要求制定,目前主流测试标准集中于 2Rx(2 接收端口)和 4Rx(4 接收端口)的传统 ATG 终端,且与
单载波
相同配置的测试要求一致。
| FDD 频段参考灵敏度要求
FDD 频段的参考灵敏度需结合频段、子载波间隔(
SCS
)和信道带宽综合判定,以下为核心测试标准(均含测试公差 TT):
2Rx 端口
:
以 n1 频段为例,SCS=15kHz 时,5MHz 信道带宽的参考灵敏度为 - 96.8 dBm,随着带宽增加至 50MHz,灵敏度提升至 - 89.6 dBm;n3 频段的灵敏度整体高于 n1,15kHz SCS、50MHz 带宽下为 - 79.7 dBm。
4Rx 端口
:
相较于 2Rx 端口,4Rx 配置的灵敏度显著提升。如 n1 频段 15kHz SCS、50MHz 带宽下,参考灵敏度达 - 92.3 dBm;n3 频段同配置下为 - 82.4 dBm,多接收端口的分集增益有效改善了弱信号接收能力。
| TDD 频段参考灵敏度要求
TDD 频段的参考灵敏度采用公式化计算,核心与信道带宽对应的物理资源块数(NRB)相关,以下为典型频段的计算标准(含 TT):
n34/n39 频段
:
2Rx 端口、SCS=15kHz 时,灵敏度公式为 - 100+10log10 (NRB/25)+TT;4Rx 端口则在此基础上减去 2.7 dB,体现多端口的性能优势。
n41/n78/n79 频段
:
作为 5G 主流 TDD 频段,其灵敏度公式根据频段特性调整。以 n78 频段为例,2Rx 端口 15kHz SCS 下公式为 - 95.8+10log10 (NRB/52)+TT,4Rx 端口则减去 2.2 dB,确保在大带宽场景下仍能保持稳定接收。
| 测试公差补充
参考灵敏度的测试公差 TT 与终端最大输出功率的公差标准一致:频率≤3.0GHz 时为 0.7 dB,3.0GHz<f≤6.0GHz 时为 1.0 dB,该公差需纳入最终的灵敏度指标计算,确保测试结果的严谨性。
5G ATG 终端
作为高空通信的核心枢纽,其射频标准的制定围绕 “
稳定、高效、兼容
” 三大核心展开。从频段规划到天线设计,从输出功率控制到参考灵敏度要求,每一项规范都为解决高空高速场景的通信难题提供了技术依据。参考灵敏度作为衡量终端接收弱信号能力的关键指标,直接决定了飞机在
远距离
、
弱覆盖区域
的上网体验,而多接收端口的配置和精细化的公式化标准,进一步提升了
ATG 技术
的
实用性
和
可靠性
。随着 3GPP 标准的持续完善,未来 ATG 终端将支持更多天线配置和频段组合,为高空通信带来更高速、更稳定的体验,让 “空中上网自由” 成为常态。
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