原创微功率(短距离)设备的频段定义与使用特点

 2023-1-24 10:32  1650 7 7 分类: 通信

说明: 本文中斜体部分表示来自公告文件的部分内容剪贴或合并整理.

1. 微功率(短距离)设备的频率定义

1.1 "微功率(短距离)无线电设备规范要求"的文件版本

与 "频率划分规定"或"频率使用指南"等工信部公告文件不同, 微功率设备的指导文件名似并非固定, 或说明近 20年间微功率设备的种类与应用场景呈急剧增加之势. 对应的文件收集如下(不完全列举):

(1) <微功率(短距离)无线电设备管理暂行规定> (信部[1998]178号)

(2) <微功率(短距离)无线电设备的技术要求>(信部无[2005]423号)

(3) 工信部2019年第52号(<进一步规范微功率(短距离)无线电发射设备管理>), 本文沿用某网络文章对该公告的定名 <微功率(短距离)无线电设备规范要求>, 或简称 "第52号文".

1.2 "工业互联网和物联网频率使用指南"对微功率设备频率的归纳

根据<工业互联网和物联网频率使用指南(2021年版)>文件中列举的微功率设备频率简明列表, 与"微功率(短距离)无线电设备规范要求"(或简称"第52号文")的全面性描述互为比对, 同时也可对微功率设备列举频段进行参考比对. 这里引用如下(注: 除此之外的其他斜体字部分, 如无特殊说明, 都是来自 "第52号文"):

(1) 通用微功率设备

A 类设备 9-190kHz
B 类设备
               1700-2100kHz
               2200-3000kHz
               3100-4100kHz
               4200-5600kHz
               5700-6200kHz
               7300-8300kHz
               8400-9900kHz
C 类设备
               6765-6795kHz
               13553-13567kHz
               26957-27283kHz
D 类设备
               315kHz-30MHz
               范围内排除上述 A、B、C 类设备外的频率。
E 类设备 40.66-40.70MHz
F 类设备 2400-2483.5MHz （工作于 2400-2483.5MHz 频段的蓝牙技术设备、数字无绳电话、模型无线电遥控设备、无人机用设备不适用本条款）
G 类设备 5725-5850MHz（工作于 5725-5850MHz 频段的蓝牙技术设备、无人机用设备不适用本条款）
H 类设备 24-24.25GHz

(2) 通用无线遥控设备

             314-316MHz
             430-432MHz
             433.05-434.79MHz
             470-566MHz
             614-698MHz
             868-868.6MHz

(3) 民用计量仪表

470-510MHz

(4) 工业用无线遥控设备

             418.950MHz
             418.975MHz
             419.000MHz
             419.025MHz
             419.050MHz
             419.075MHz
             419.100MHz
             419.125MHz
             419.150MHz
             419.175MHz
             419.200MHz
             419.250MHz
             419.275MHz

(5) 生物医学遥测和医疗植入及相关配套设备

             174-216MHz
             407-425MHz
             608-630MHz
             401-406MHz

讨论:

(1) 对我们关注若干 SubG 频率, 使用了黑体进行标注, 包括: 315M, 433M, 868M, 470MHz 等. 其中 433M 亦为中国大陆 ISM 频段(见 <对 ISM 频段的探索> 文中讨论, 433MHz 是除美国外常见的 ISM 频段定义).

P.S. 315MHz 常见于美国, 868MHz 常见于欧洲, 而 470Mhz 属于将另文叙述的中国大陆 Lora 频段.

(2) 与 "第52号文"进行比对, 这份简明列表省略了某些特定微电子产品类型的频率: 如无线传声器, 2.4G数字无绳电话, 模型无线电遥控设备等.

(3) 微功率(短距离)设备频率与 ISM 频率存在有少数定义重合. 通过对微功率文件的历史版本检索, 微功率设备的频率定义的演变进度似乎更快, 这或是近 20年来, 新领域的微功率设备层出不穷的缘故.

(4) 此外, 文中使用黑体标注了频段: 13.56kHz. 值得提一下, 这也属于中国大陆的 ISM 频段的定义, 比如在汽车无线钥匙等场景或有应用.

2. 微功率(短距离)设备的使用特点

2.1 微功率设备的频率使用许可

来自<工业互联网和物联网无线电频率使用指南（2021 年版）>部分内容节选如下:

使用微功率设备，无需取得无线电频率使用许可，但应当遵守中华人民共和国工业和信息化部 2019 年第 52 号公告有关要求。

讨论: 当我们设计 SubG 设备, 常见如 315M, 433M(亦为 ISM 频率), 868MHz 时, 典型的我们无需向任何部门进行频率许可申请, 其许可凭据或来自此处.

2.2 微功率设备的设计与使用限制

微功率(短距离)设备, 具有明显的低发射功率的特点(效果是"近距离"通信). 尝试列举如下:

(1) 通用微功率设备

举例: 通用微功率设备中的 E, F 类设备, 发射功率限制 10mW. G 类设备 25mW, H 类设备 20mW.

(2) 通用无线遥控设备(似基本属于我们关注的SubG 频段)

1.使用频率：314-316MHz、430-432MHz、433.05-434.79MHz。发射功率限值：10mW(e.r.p)。占用带宽：不大于 400kHz。
2.使用频率：470-566MHz、614-698MHz。发射功率限值：5mW(e.r.p)。占用带宽：不大于 1MHz。
3.使用频率：868-868.6MHz。发射功率限值：5mW(e.r.p)。频率容限：100×10-6。发射信号的占空比不超过 1%。

(3) 民用计量仪表

1．使用频率：470-510MHz。
2．发射功率限值：50mW(e.r.p)。

(4) 工业用无线遥控设备

限在工业厂房（或建筑物内）使用，两次发射的间隔时间不小于 5 秒。
1．使用频率： 418.950MHz、418.975MHz、419.000MHz、419.025MHz、419.050MHz、419.075MHz、419.100MHz、419.125MHz、 419.150MHz、419.175MHz、419.200MHz、419.250MHz、419.275MHz。
2．发射功率限值：20mW(e.r.p)。

(5) 生物医学遥测和医疗植入及相关配套设备

1．生物医学遥测设备
（1）使用频率：174-216MHz，407-425MHz, 608-630MHz。
（2）发射功率限值：10mW(e.r.p)。

2．医疗植入及相关配套设备
（1）使用频率：401-406MHz。
（2）发射功率限值：具有“发射前搜寻”协议的设备为 25μW（e.r.p）；低占空比（≤0.1%）的设备为 250nW（e.r.p）。

讨论: (1) 属于"通用无线遥控设备" 的SubG 频段上的 315M, 433MHz 约束为发射功率 10mW(注: =10dBm); 868MHz 约束为 5mW(注: =7dBm).

场景: 当我们为国际国内市场同时设计某款射频终端(传感器, repeater, station)时, 或某款设备也用于出口海外时, 其中国大陆的现场实施, 应考虑下根据 "第52号文"的应用功率约束.

上述约束, 很可能对企业的 CTO (或产品经理)较具参考价值. 即在设计阶段初始, 或开始考虑针对国内, 海外市场, 选择哪种射频标准, 或在 SubG 中选择何种频段, 抑或选型的 RF module 的极限发射功率约束等.

(2) 此外, 属于 "民用计量仪表"类别的 470MHz, 也较引人注意. 极限发射功率约束 50mW(注: =17dBm), 或模糊了"微功率"或"近距离"的定义范畴(且Lora 使用跳频或又较大延伸通信距离). 实际上, 通过大量文档阅读, 我们意识到如此定义应有历史渊源. 470MHz 在中国大陆或长期作为 Lora 协议使用, 且最近数年竞争某种物联网互联网的应用标准, 受到广泛的讨论或质疑. 当前 "第52号文" 发布约已 3年, 似已有定论. 拟在其他文章中再进行深入讨论.

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