來源：RF技術社區

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上世紀80年代，第一代移動通信技術1G的出現，催生了大哥大等設備，實現了語音呼叫;到了90年代，1G升級到了2G，實現了短信的傳輸;以此類推，3G開啟了智能手機時代，實現了在線上網;4G衍生出了短視頻、直播、VoLTE高清語音通話等業務;5G是萬物互聯的載體。

從2G、3G、4G到5G，頻段都有一個逐漸增加變高的現象。隨著頻率的增加，頻帶也逐漸加寬。

那么問題來了，5G是如何實現這么快的傳輸速率呢? 什么是毫米波? 理論上來說，提升5G網速最簡單粗暴的方式就是增加頻率。由于現在5GHz以下的頻段比較擁堵，又沒有新的頻段可以用，所以廠商們就想到了毫米波(millimeter wave)技術。 毫米波指的是波長為1—10毫米的電磁波，頻率在30—300Ghz之間。根據通信原理，無線通信的最大信號帶寬是載波頻率的5%左右，所以載波頻率越高，信號帶寬也就越大。在毫米波頻段中，5G使用的頻段一般是28GHz和60Ghz，28Ghz可用頻譜帶寬為1Ghz，而60Ghz是2Ghz。 4G—LTE頻段最高頻率的載波在2GHz上下，帶寬為100MHz，如果使用毫米波技術，頻譜帶寬可以翻十倍，也就是1000MHz，傳輸速率也會隨之翻倍。

但光速 = 波長 × 頻率 ，頻率越高，波長越短，所以毫米波信號衰耗大。大氣傳播過程中，毫米波主要受氧氣、濕度、霧和雨的影響。 不同毫米波波段受氧氣的影響是不一樣的，比如：60GHz必須承受約20dB/km的氧氣吸收損耗;在高溫和高濕度的環境下，毫米波的信號在1公里內可衰減一半;毫米波在通過霧和云層時，信號也會有所衰減;雨天毫米波信號衰減最為明顯，傳播損耗可達到18.4dB/km。 其次，毫米波容易受阻。它不但會被建筑阻擋，還會被人體阻擋，甚至是你握持手機的時候。 所以現階段5G用中低頻的更多。但網速實現突破，提高頻率是不可避免的方法。不過，可以通過5G基站小型化，增加基站的密度，以此來控制毫米波的衰減和受阻。 小基站可以代替大的基站，如果連接大基站時的信號受阻，手機會自動切換到小基站，從而保證信號連接的穩定性。 當然，5G方案不止毫米波這一種，另一種是sub-6GHz。毫米波在國外用的比較多，而國內是選擇了sub-6GHz。那什么是sub-6GHz，它與毫米波的區別在哪里呢? 毫米波與sub-6GHz區別 sub-6GHz指的是低于6GHz的頻段，其中包括800MHz、900MHz、1.8GHz、2.1GHz、2.6GHz、3.5GHz和4.9GHz。它是目前移動通信的黃金頻段，支持中高速移動，傳輸損耗較少，基本沒有雨衰，支持非視距無線通信(NLOS)。 而毫米波的頻段在28GHz、36GHz、60GHz等。sub-6所具備的特性，它都沒有，主要用于固定的無線通信。 從容量來說，mmWave毫米波頻段能最大限度的發揮大規模MIMO技術的優勢(頻率越高，天線陣子尺寸越小，大規模天線陣列越容易實現)，但mmWave毫米波頻段的射頻器件研發難度較大，成本也高。 相反sub-6GHz頻段可以減少天線數量來降低天線尺寸大小，有利于集成，射頻器件比較成熟。一般來說，sub-6GHz頻段的技術相比mmWave毫米波頻段要更加成熟，應用市場較廣。

毫無疑問，如果想要發揮5G最大的性能，毫米波是必不可少的技術。如今受限于成本以及研發難度的問題，sub-6GHz會成為不錯的技術過渡。在未來，毫米波可能會取代sub-6GHz，成為最佳的5G方案。 既然毫米波是5G最佳方案，那為什么國內沒有使用呢? 國內為什么沒有用毫米波? 首先是毫米波的建設成本問題，眾所周知，現在的5G網絡如果要采用SA組網的話，那么就要每150米左右建立一個基站，但是如果采用毫米波的話，那就需要每隔50米左右建設一個基站，這樣一來，運營商對于5G基站的建設成本就會增加，再加上毫米波本身是一種高頻率的無線電波，相比一般基站，耗電也會比較高，兩者相加，會使得5G資費標準上漲。 另外，毫米波的穿透性很差，此前，高通專門演示過毫米波的穿透性，只需人的一只手掌，就能阻擋毫米波的傳輸。這就有點類似WiFi的兩種頻段，2.4GHz的WiFi穿透性強，覆蓋范圍廣，但是傳輸速率差，而5GHz的WiFi這好與之相反。

毫米波為消費者帶來了什么? 毫米波除了提供更快的網速外，它還催生了很多的應用，為消費者和企業提供創新力，其中包括工業自動自動化、遠程醫療、自動駕駛等。 毫米波低延遲和超快傳輸速率的特性，可以將很多無法實現的事情變為可能，比如：醫生可以通過遠程醫療設備，為遠在他方的病人做手術，與此同時，利用永遠保持連接的遠距傳感器和穿戴式裝置讓預防醫學變得更為可靠;自動駕駛汽車與5G毫米波技術相結合，依靠云端服務器通訊，形成公共的交通網絡;機器人可以成為新的勞動力，代替人類來完成很多工作;無需花大價錢買一臺性能很好的電腦，手機可以通過5G網絡，連接到云端，成為一部隨身攜帶的掌上電腦等。

以上這些都可以通過5G毫米波來實現，可能目前的預測比較有限，就如同4G的出現，沒有人會想到短視頻會爆發一樣。未來還有更多“5G殺手級”的應用在等著我們。

審核編輯黃昊宇