发展5G网络的关键技术：毫米波（一）

　　距离2020年5G正式商用的期限，越来越近。目前，各大厂商都在加快自己在5G技术上的测试工作。记得在上周，华为与沃达丰共同完成了5G毫米波室外现场测试，实现单用户设备20Git/s的峰值传输速度。不过，按照预期，最终5G的传输速率将可实现1Gb/s，比4G快十倍以上，要如何实现？

　　得以让5G快过4G十倍的关键所在 原来如此！

　　什么是毫米波？这会是5G实现高速传输的关键所在吗？实际上，毫米波是指波长在1～10毫米的电磁波，其频率大约在30GHz~300GHz之间。它位于微波与远红外波相交叠的波长范围，因而兼具两种波普的特点。理论上讲，毫米波是光波向低频的发展与微波向高频的延伸。

　　从通信原理来看，无线通信最大信号带宽约在载波频率的5%左右，也就是说，载波频率越高，其可实现的信号带宽也就越大。此外，在毫米波频段中，28GHz与60GHz是最有望应用在5G通信的两个频段。其中，28GHz的可用频谱带宽可达1GHz，60GHz每个信道的可用信号带宽则可达2GHz。

　　与5G通信相比，4G-LTE的频段最高频率约在2GHz左右，因而其可用频谱带宽只有100MHz；使用毫米波频段，频谱带宽则可翻10倍，传输速率也将更快。因此，5G将不仅仅意味着10秒传输一部1GB电影，其还将支撑例如云端游戏、虚拟现实等更多的应用。

　　宝贵的频带资源

　　众说周知，无线通信依托于电磁波传播，最宝贵的资源莫过于频带。目前，电信业者已开始研究毫米波技术，以便找到最适合移动应用的频率范围。为了统一全球的毫米波频率标准，国际电信联盟（ITU）在近期的世界无线电通讯大会结束后，公布了24GHz到86GHz之间的全球可用频率的建议列表，最后28GHz、39GHz与73GHz三个频带逐渐脱颖而出。

　　基于28GHz在美国、韩国与日本的可用性，加之美国电信业者早期现场测试的投入，该频谱无论是否成为国际标准，都可能直接成为美国的移动技术应用。此外，韩国于2018年奥运展示5G技术的目标，也可能在标准组织确定5G标准之前，率先推动28GHz技术用于消费型产品上。尽管目前仍无法确认28GHz是否可以广泛用于5G应用，但该频率在现阶段绝对非常重要。

　　在进行28GHz相关研究的同时，E波段（E-band）频率在近几年也引起了移动通讯领域的关注。开篇所说的华为与沃达丰，正是在E-Band微波上对5G进行室外现场测试。此外，区分73GHz与28GHz、39GHz三者关系的其中一项特性，就是可用的连续带宽。

　　73GHz中有2GHz的连续带宽可用于移动通讯，这是拟议频率频谱中范围最广的；28GHz仅提供850MHz的带宽；在美国，39GHz附近就有两个频带提供1.6GHz与1.4GHz带宽。此外，根据Shannon定律，即更高的带宽代表更高的数据传输量，73GHz与另外两个频率相较更具优势。