5G毫米波

       毫米波（millimeterwave）指的是一種特殊電磁波，波長(zhǎng)為1毫米到10毫米，波動(dòng)頻率為30GHz-300GHz 。相對(duì)于6GHz以下的頻段，毫米波具有大帶寬、低空口時(shí)延和靈活彈性空口配置等獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，可滿足未來(lái)無(wú)線 通信 對(duì)系統(tǒng)容量、傳輸速率和差異化應(yīng)用等方面的需求。

應(yīng)用意義

       5G毫米波的優(yōu)勢(shì)不僅具有連續(xù)性的400兆、600兆頻譜，還有著更好的上下行速率，可以達(dá)到4Gbps-5Gbps，又能夠與各種先進(jìn)技術(shù)整合實(shí)現(xiàn)各類(lèi)應(yīng)用，可以有穩(wěn)定的無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸，部署更具靈活性。

       毫米波的引入帶來(lái)了技術(shù)上的巨大突破。5G以前，在3GPP的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)中從來(lái)都沒(méi)有使用過(guò)毫米波。從世界范圍看，Sub-6頻譜資源在大部分國(guó)家都非常緊缺，包括中國(guó)。因此，各國(guó)把目光投向更高頻的頻譜。

       通信資源就像管道送水一樣，管道越粗，流量越大。在Sub-6頻段只能用到100-200MHz的帶寬，但毫米波頻段可以用到800MHz的帶寬，等于獲得8倍以上的速度增強(qiáng)。

       毫米波技術(shù)已經(jīng)在醫(yī)療領(lǐng)域進(jìn)行了實(shí)踐，在內(nèi)分泌科、骨科、泌尿科、疼痛科都有應(yīng)用。通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，人體的每個(gè)健康細(xì)胞都有一定的振蕩頻率，而不健康的細(xì)胞包括癌細(xì)胞，則會(huì)呈現(xiàn)出其他的振蕩頻率，通過(guò)毫米波技術(shù)，可以使細(xì)胞的振蕩頻率趨于正常，從而達(dá)到治療疾病的目的。

頻譜介紹

       毫米波是指波長(zhǎng)為1毫米到10毫米的電磁波。從聲音到光之間，真實(shí)地存在著一大段人類(lèi)平常感覺(jué)不到的頻譜，這段頻譜中有一段屬于毫米波。波動(dòng)越快，頻率越高。從頻率范圍來(lái)看，毫米波是指30 GHz到300 GHz之間的電磁波。毫米波是5G的重要組成部分，5G標(biāo)準(zhǔn)同時(shí)定義了Sub-6 GHz(6 GHz以下頻段)和毫米波的設(shè)計(jì)。 

       全球超過(guò)150家運(yùn)營(yíng)商正在投資毫米波技術(shù):意大利、日本、新加坡和美國(guó)已經(jīng)部署毫米波商用網(wǎng)絡(luò)，中國(guó)也于2020年啟動(dòng)了毫米波技術(shù)部署的相關(guān)準(zhǔn)備和測(cè)試工作。 

研制進(jìn)展

       在2021上海世界移動(dòng)大會(huì)(MWC)期間，高通與中國(guó)聯(lián)通攜手打造了5G毫米波展區(qū)，展示了中興通訊支持的網(wǎng)絡(luò)與搭載驍龍調(diào)制解調(diào)器及射頻系統(tǒng)的終端之間的實(shí)時(shí)5G毫米波網(wǎng)絡(luò)連接。

性能測(cè)試

       2021年12月20日消息，中興通訊近日第一家完成了5G毫米波基站全部功能和外場(chǎng)性能測(cè)試項(xiàng)目，同時(shí)第一家成功完成系統(tǒng)和第三方終端對(duì)接測(cè)試。

       日前，華為也完成了5G毫米波基站全部功能和外場(chǎng)性能測(cè)試項(xiàng)目，DDDSU幀結(jié)構(gòu)下單用戶(hù)下行峰值速率超過(guò)7Gbps。完成了低時(shí)延高可靠(URLLC)的技術(shù)實(shí)驗(yàn)室測(cè)試，在99.999%的可靠性水平下，實(shí)現(xiàn)了1ms的雙向端到端時(shí)延。 

       5G毫米波由于高帶寬、低時(shí)延等優(yōu)勢(shì)（每平方公里0.125ms、10G條件下的十萬(wàn)級(jí)連接），能夠充分釋放5G潛能，革新用戶(hù)體驗(yàn)、帶動(dòng)千行百業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型。如今，全球5G毫米波的商業(yè)部署正在各地逐步展開(kāi)：45個(gè)國(guó)家/地區(qū)的180家運(yùn)營(yíng)商正在投資毫米波；22個(gè)國(guó)家/地區(qū)的132家運(yùn)營(yíng)商分配了毫米波頻譜（通常以區(qū)域?yàn)榛A(chǔ)），以支持5G網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)；16個(gè)國(guó)家/地區(qū)的28家運(yùn)營(yíng)商已使用毫米波頻譜部署5G網(wǎng)絡(luò)；112款5G設(shè)備已明確支持24GHz以上的一個(gè)或多個(gè)5G頻段。

5G毫米波和厘米波區(qū)別

       5G毫米波和厘米波作為5G網(wǎng)絡(luò)中的兩種重要頻段，它們?cè)诙鄠€(gè)方面存在顯著區(qū)別。以下是對(duì)兩者主要區(qū)別的詳細(xì)闡述：

一、定義與頻率范圍

       5G毫米波：毫米波指的是一種特殊電磁波，其波長(zhǎng)在1毫米到10毫米之間，對(duì)應(yīng)的頻率范圍為30GHz到300GHz。毫米波因其波長(zhǎng)進(jìn)入毫米級(jí)而得名。

       厘米波：雖然部分資料可能將厘米波的頻率范圍描述為與毫米波相近（如30至300 GHz），但通常厘米波是指頻率范圍在450MHz到6GHz之間的電磁波，其波長(zhǎng)在厘米級(jí)（約10厘米到1厘米）。然而，為了與毫米波形成清晰對(duì)比，這里我們采用更常見(jiàn)的厘米波定義范圍。

二、傳輸特性與優(yōu)勢(shì)

       傳輸速度與帶寬：毫米波擁有更大的帶寬，理論上可以達(dá)到幾Gbps甚至更高的數(shù)據(jù)傳輸速率，而厘米波的傳輸速度則相對(duì)較低。毫米波的高帶寬特性使其更適合需要高速度、低延時(shí)的應(yīng)用。

       覆蓋范圍與穿透力：毫米波由于其高頻率和短波長(zhǎng)特性，傳輸距離相對(duì)較短，且易受障礙物（如建筑物、樹(shù)木等）影響，穿透力較弱。因此，毫米波在部署時(shí)需要更多的小型基站來(lái)維持信號(hào)的覆蓋。相比之下，厘米波的覆蓋范圍更廣，穿透力更強(qiáng)，更適合城市等復(fù)雜環(huán)境的應(yīng)用。

       應(yīng)用場(chǎng)景：毫米波因其高速度、低延時(shí)的特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于需要高帶寬和低延遲的場(chǎng)景，如視頻流、虛擬現(xiàn)實(shí)(VR)、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)(AR)、自動(dòng)駕駛、遠(yuǎn)程醫(yī)療和即時(shí)游戲等。而厘米波則因其廣覆蓋和強(qiáng)穿透力，在城市和鄉(xiāng)村等不同地理環(huán)境中提供穩(wěn)定的5G服務(wù)。

三、技術(shù)挑戰(zhàn)與解決方案

       毫米波技術(shù)挑戰(zhàn)：主要包括信號(hào)衰減、穿透能力差和覆蓋范圍小等。為了克服這些挑戰(zhàn)，毫米波技術(shù)采用了波束成形(Beamforming)、大規(guī)模MIMO(Massive MIMO)以及網(wǎng)絡(luò)切片(network slicing)等先進(jìn)的無(wú)線通信技術(shù)來(lái)提高頻譜利用率和信號(hào)強(qiáng)度。

       厘米波與毫米波的互補(bǔ)性：在實(shí)際運(yùn)營(yíng)中，5G網(wǎng)絡(luò)往往同時(shí)使用厘米波和毫米波頻段，以滿足不同應(yīng)用場(chǎng)景的需求。厘米波提供廣覆蓋和強(qiáng)穿透力，而毫米波則提供高速度和低延遲。兩者相輔相成，共同推動(dòng)5G網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展。

       綜上所述，5G毫米波和厘米波在定義、傳輸特性、應(yīng)用場(chǎng)景以及技術(shù)挑戰(zhàn)等方面存在顯著差異。這些差異使得它們?cè)?G網(wǎng)絡(luò)中扮演著不同的角色，共同推動(dòng)著無(wú)線通信技術(shù)的進(jìn)步。