答案毋庸置疑，要知道，5G並不是比4G多了一個“G”，它意味著更快的網速、炫酷的娛樂體驗、智慧城市、無人駕駛、遠端醫療……它的提升是全方位的。按照ITU（International Telecommunication Union，國際電信聯盟）的定義，5G具備eMBB（增強移動寬頻）、mMTC（海量物聯網）以及uRLLC（高可靠低時延連線）三大應用場景，這些場景，主要依賴毫米波、小基站、大規模MIMO、全雙工以及波束成形這五大技術。

相信大家都看得出來，5G相關的技術還是蠻多，我們暫且把上面拗口的專業術語放一邊，先從和頻譜資源最相關的“毫米波”說起。

“行動通訊要發展，頻譜資源需先行”，這是通訊產業的共識，畢竟頻譜資源之於行動通訊，就像土地之於房地產。

而對於5G 時代，除了目前中國正在部署的 Sub-6GHz 頻段，還有一塊“寶地”，能帶來區別於 4G 的超高速低時延的體驗，那就是「毫米波」。毫米波到底有多火？晶片巨頭高通不止一次對外談到“毫米波”的重要性；華為任正非接受央視專訪時也重點提到“微波”（也就是毫米波）；AT&T、Verizon、Sprint、T-Mobile 等運營商也開始大力購買高頻頻譜；一些業內評論者談到毫米波，高呼“毫米波就是還未開發的5G 黃金地段”，或“毫米波是5G的高速公路”。

集萬眾寵愛於一身，毫米波究竟是何方神聖又有何厲害之處，請繼續往下看。

要想搞清楚毫米波是什麼之前，先要了解無線電頻譜、頻段、頻率、頻道之間的關係。

頻譜，你可以理解為記錄無線電的不同振盪幅度與不同頻率而繪成的圖，就像樂譜記錄音樂旋律一樣；頻段，是指一段連續的頻率範圍（寬度），由於頻率一般從0MHZ～300GHZ，因此可以被分成若干個頻段，可大可小（比如30MHZ～300MHZ 頻段被稱為HF頻段，也就是毫米波頻段）；頻率，就是每秒振盪的次數（這個可以從物理學角度看，反映振動現象最基本的物理量就是頻率）；頻道，可以是兩個頻率組成的一條通道（就像公路上根據車寬劃出的4車道、6車道一樣），每條通道是雙向的，一條收資訊，一條發信息，典型的頻道是頻率的組合利用。總而言之，頻率是度量尺度，頻譜是訊號，頻段、頻道是通道媒介（相當於“路”）。

圖/來自百度百科：無線電的波段劃分

而無線通訊，不管是音訊、語音、影片、還是檔案（統稱為“資訊資料”），要想傳播出去，需要把基帶的資料調製到一個射頻頻段，才能夠發射出去，這是無線通訊命名的初衷。

因此，我們需要一個無線的頻譜，來把這些資料經過調製搬到頻譜上，才能夠從天線發射出去，之後網路才能接收到。反之亦然，網路能發射訊號，手機才能接收訊號。

所謂毫米波（millimeter wave，簡稱“mmWave”），指的是波長在1～10 毫米之間的電磁波，剛才也提到了，通常對應於30GHz～300GHz 之間的無線電頻譜，大家可以根據上邊的表格看一下，它是一種頻率比較高的電波。

據公開資料顯示，人類對毫米波技術的涉足，可以追溯到19世紀90年代，但毫米波技術在最初的約半個世紀裡僅僅活躍在實驗室裡；直到20 世紀60年代，毫米波才在射電天文學中開始早期應用；20世紀70年代，由於毫米波積體電路和毫米波固體器件成功實現量產，毫米波通訊隨之發展；20世紀90年代，網際網路、無線電通訊、汽車雷達等業務量的爆發，推動了毫米波民用技術應運而生。

毫米波的優勢非常明顯。相對於分米波、釐米波，毫米波的頻率更高，而通常電波的頻率越高，支撐的資料傳輸速度就更快，就如同人的語速一樣，在同一時間內，語速越快，資訊的傳達就越多；另外，由於天線長度與波長成正比，因此毫米波更短的波長，也讓天線變得更短，可以更好地應用於各種場景。

儘管有這些優點，一直以來，毫米波的應用範圍卻主要集中在雷達、制導、遙感、輻射測量等軍事領域，沒有用於民用的行動通訊。很長一段時期以來，毫米波頻段對於電信產業而言，都是“蠻荒之地”。

當中有一些是產業發展問題：其一，在5G時代以前，毫米波缺乏市場需求，以前的移動應用並不需要這麼大的頻寬和這麼高的資料速率；其二，毫米波太貴，要克服傳播損耗、提高覆蓋範圍，需要大量的金錢投入；其三，毫米波因為頻譜高、頻寬大、速率高，技術相對不夠成熟。

此外，毫米波本身也有一些天然短板：傳輸過程中訊號損耗大，易受阻擋，覆蓋距離短——這些固有弱點，讓業界很多人認為，毫米波難以支援終端的移動化特性。這裡要多解釋一下毫米波的傳播損耗和訊號覆蓋的問題，要把毫米波運用於5G ，這是核心難點所在，因為頻率越高，能量散發就越快，傳輸就越困難，訊號越容易衰減。對應到行動通訊來說，就是訊號越差。

我們同樣也可以舉例來說明。大家都知道聲波和光波，這兩種波就分別屬於低頻率波——聲波，和高頻率波——光波。我們如果隔著一堵牆對另外一個人說話，頻率更低的聲波是可以繞過圍牆讓對方聽到的，但是你卻看不見對方這個人，因為從對方反射的光波被牆擋住了，無法傳輸過來。毫米波的訊號衰減問題也與此類似。

更雪上加霜的是，毫米波內有一部分頻譜，已經被諸如衛星和其他廣播使用，而餘下的包括28GHz、39GHz、75GHz等在內的空閒毫米波頻譜，是毫米波中的更高頻段。

所以之前的2G時代（GSM、CDMA），3G時代（CDMA 、WCDMA），到4G時代（FDD-LTE、TD-LTE），使用的頻譜基本都是6GHz 以下的——這些是當時最優的頻譜：首先它們傳輸效能很好（過去幾十年裡，這些頻譜都是緊著無線通訊先用）；其次它們對器件的要求也較低。一切都按部就班進行著。

但是隨著網路終端的增長和網路應用的普及，低頻段日趨飽和，也就是“土地”不夠用了。眼看之前的頻譜資源就像市中心的房子一樣捉襟見肘，這時候，毫米波無疑像一塊具有豐富資源的新大陸吸引著人們的目光，儘管毫米波有這樣那樣的問題，但其自身無法忽視的大頻寬高速率的優勢以及Sub-6 頻段資源緊缺的現狀，讓毫米波成為了5G時代的新亮點。

為了掙脫毫米波固有的“枷鎖”，使其能夠滿足使用者對移動性和穩定傳輸的要求，許多公司都對毫米波技術進行了大量的研發和投入。而作為通訊行業一直以來的引領者——美國高通公司就是其中的佼佼者。

對於不少手機發燒友來說，高通驍龍的名字肯定不陌生。這家創立於1985年、總部設於美國加州聖迭戈的公司是全球移動通訊技術的巨頭之一，中國著名的手機公司OPPO、vivo、小米、一加等等都是高通的合作伙伴。

但是毫米波技術的使用，也有賴於其他5G相關技術的突破。

為了破解毫米波在傳輸和覆蓋方面的短板，實現其在移動終端中的應用，一些公司一直積極投入毫米波技術的研發，在持續不斷的努力下，推出了一套套完整的解決方案。透過小基站、大規模MIMO和波束成形技術，成功的掃除了實現毫米波移動化的障礙，接下來我們一樣一樣來談。

（1）小基站

小基站，顧名思義就是小型基站。在5G網路建設方面，小型基站和毫米波可謂優勢互補。一方面，毫米波的5G訊號傳輸不佳，那麼佈置更多的小型基站，增加網路密度可以有效的改善這個問題。因此，5G時代將會透過部署大量小基站的方式，以加強傳統的蜂窩塔，間接彌補了毫米波穿透力差、衰減大的缺陷；另一方面，小基站之所以可以小，也是毫米波的特點所致。由於毫米波的頻率很高，波長很短，因此其天線尺寸可以做得很小，這是部署小型基站的基礎。

當無數個“光源”（小基站）從高空照射下來，地面自然一片光明，不難預見，未來5G網路將不再依賴大型基站的布建架構，大量的小型基站將成為新趨勢，以覆蓋大基站無法觸及的末梢通訊。

（2）大規模MIMO

小基站解決了網路覆蓋的問題，而大規模MIMO（多輸入多輸出）則解決了毫米波發射和接收的問題。我們手機的通訊頻率越來越高，波長越來越短，天線也越來越短，到5G時代已經短到不是用“根”來表述，而是密集的天線陣列。大規模MIMO就能夠支撐多根天線的傳送和接收，可以將通訊訊號成倍的發射和接收，大幅提高了訊號的傳輸速度，同時還可以增強訊號的強度。

（3）波束成形

解決了網路覆蓋和發射接收的問題之後，又要怎麼改變毫米波難以遠距離傳輸的現狀呢？接下來就要提到，實現毫米波移動化的第三個關鍵技術——波束成形。目前的基站基本採用全向發射，這種模式雖然能夠保證最大的輻射範圍，但容易造成耗能大、資源浪費等問題，所以最好的解決方法就是，讓它聚焦在一個方向，把發射出去的毫米波“攏”到一起，這就是波束成形技術。這種可以實現空間複用的技術，好比一雙大手，將全向的訊號覆蓋凝聚成一個精準指向，且波束之間互不干擾，這就意味著在同一空間提供更多的通訊鏈路，服務更多使用者。

當然，只有波束成形還是不能解決毫米波難以遠距離傳輸的問題。如果只有一個波束，波束的方向又不變，一旦手機的位置有變動，訊號就無法傳到基站。因此，波束必須要透過波束導向技術不斷調整，指向傳輸物件的方向。同時，手機持有者的位置不斷移動，基站相對於人的位置也在變，這就需要波束追蹤技術，時刻追蹤天線移動的位置，並讓波束做出相應的調整，來保障訊號在收到阻擋的情況下自動切換電波，來保持手機訊號的連續使用。

技術原理看起來並不複雜，但要把實驗室裡的東西變為商用，就得下一番功夫了。這裡援引一段高通公司Quattroporte克里斯蒂安諾·阿蒙（Cristiano Amon）曾經在第三屆驍龍技術峰會上對於毫米波的感慨，讓大家感受一下，毫米波的開闢是多麼一段漫長之路。阿蒙說：

“2015年，有人說毫米波技術行不通，那時我們向大家展示了透過波束控制毫米波是可用的。接著，又有人提出來說（毫米波）雖然可用，但也只能適用於視距情況下，於是高通又透過一個大篷車向大家展示了非視距移動毫米波。到了10月份，又有人質疑說，雖然實現了毫米波的移動化，但是使用環境有限，毫米波仍然無法為智慧手機所用，而高通又向大家展示了智慧手機參考設計，包含天線模組，能夠滿足智慧手機的大小及其散熱條件；這時候，質疑又出現了，說如果要做到這一點，那麼手機的體積將會很大，而高通又透過移動測試平臺MTP向業界展示，毫米波手機體積也可以接近正常手機體積。”這個過程對於高通而言，都意味著機遇，高通反之也因此變得越來越強大。

高通不止這樣講，也在身體力行的做。跨越技術門檻只是創新的第一步，如果終端用不上，一切都是空談。所以高通在解決了毫米波的自有缺陷以後，又推出了整套的射頻模組，將天線、射頻前端、收發器和放大器等都整合到一個模組裡面，透過提前做好這些元器件的調整工作，讓它們相互協同並將尺寸壓縮，來解決將毫米波運用於手機的問題。

2018年7月，高通推出了與其第一代5G 調變解調器驍龍X50配套的毫米波天線模組QTM052；今年2月，高通又推出了與驍龍X55相配套的第二代毫米波天線模組QTM525。與QTM052 相比，QTM525在多個方面都實現了提升：增加了對更多毫米波頻段的支援，尺寸更小（由此，手機廠商可以將毫米波手機的厚度做到8 毫米以下）等等。

除了城市熱點區域覆蓋，高通也在不斷探索將5G毫米波技術應用在更多場景當中。在 2019MWC 期間，高通進行了“企業私有網路”和“高密度的場館”兩個場景的演示，以展示5G NR 毫米波用於室內覆蓋的優勢。這一系統模擬，是對室內毫米波OTA測試網路的補充，可以為智慧手機、膝上型電腦和其他聯網終端帶來高容量、數千兆位元傳輸速率和低時延的連線，展示了真切的室內毫米波通訊體驗。諸如此類測試數不勝數，不可否認，要想5G 實現“改變社會”的使命，毫米波將會是非常重要的技術。

放眼整個產業，毫米波已經逐漸枝繁葉茂，甚至業界已經在研究頻率更高的6G 了，困難真的不能阻礙創新者，只會激發創新者的動力，然後整個社會都會深受其益。

應邀回答本行業問題。

5G是第五代移動通訊技術，產生的大背景是移動運營商使用者增速減慢，流量驅動增產不增收，整個通訊業為了可以繼續保持發展，所以決定將垂直行業應用做為下一代通訊技術發展的主要針對應用。

為了更好的服務於垂直行業應用，通訊業提出了三大應用場景，分別是eMBB(增強型移動寬頻)/URLLC(超高可靠低時延)/mMTC(海量機器類通訊通訊)。

在這種理念下，整個5G的關鍵效能引數和4G相比起來，是大幅度的提升的。

為了滿足5G的效能指標要求，引入了新的5G頻譜，也引入了大量的新型技術，不過需要注意的是，目前3GPP的5GNR標準只制定到了R15版本，主要是滿足了eMBB的要求，後續還將繼續引入大量新的技術才能去滿足URLLC和mMTC的要求。

R15的基礎版本主要包括：

5G目前涉及到的新技術包括但是不限於以下的技術。

Massive MIMO(大規模天線技術)

新的幀結構

啟用了新的碼本和新的測量

新波形F-OFDM

更靈活的空口設計

更短的TTI

引入了新的編碼

引入了靈活Numerology

5G還需要對網路框架進行，引入了IT業的NFV/SDN,大資料、AI等技術。

為了保障5G需要的大頻寬，還需要將無線承載網路升級，引入100Gbps(甚至是400Gbps)的傳輸系統。大量的小基站將被更多的引入5G網路結構中，不過這在4G時代也開始進行了，只不過在5G時代會更多。

總而言之，為了實現5G的超高的效能引數要求，引入了大量的和4G不同的技術。而且，現在只是一部分，未來還將引入更多的新技術，畢竟現在3GPP的5GNR標準只完成到了R15版本。