到今年底，全球的5G應該可以說完成了第一波建設，大城市的5G差不多普及開來，但這不是5G的結束，因為後面還有更好的，尤其是5G要實現從能用變成好用的跨越，毫米波技術也是時候登場了。

下面就為大家普及一下毫米波在5G方面到底有多大分量。

什麼是頻段？

首先簡單了解一下波段概念，波段是無線電通訊頻率中的一小段電磁波譜，通常以通道（channel）的方式來運用，或將相同型別、屬性的無線應用集中配置在某一處，舉例來說如：

中波波段（AM broadcast band）：（530kHz — 1610kHz，若在美國可至1700kHz）

短波波段（Shortwave bands）（5.9MHz — 26.1MHz）。

高頻頻段（High frequency）（頻率在 3M-30M ，波長從 100 米到 10 米），二戰前的早期雷達使用這個頻段，因為當時技術能夠得到可靠的大功率器件的最高頻率。由於波長太大，對小物體的檢測效能不好；但是可以超視距工作。

甚高頻（VHF，Very high frequency）：頻率範圍是 30M 到 300M，其波長範圍是 1 米到 10 米，因此這個波段又稱為米波波段、超短波波段。米波雷達的天線較小，二戰時可以安裝在艦船上，作為搜尋/警戒/預警雷達使用；該波段使得飛機難以隱身。

實際上5G是多種技術的集合，光是頻段上就分為兩部分——FR1和FR2，前者頻率範圍是450MHz——6GHz，又叫6GHz以下頻段，這是最常見的，也是目前的主流。

FR1就是我們常說的sub 6GHz，低於6GHz的部分，這部分將是5G當前的主流應用範圍。我們知道頻率越低，覆蓋能力越強，穿透能力越好，但目前很多頻段已經在之前的網路中使用，各國使用狀況不同，普遍而已，目前3.5GHz是5G應用最廣泛的頻譜。

毫米波究竟是什麼，為什麼這麼重要？

在介紹我們的主角之前，先對無線通訊做一個簡單的介紹，這樣便能有一個深刻的認識。

我們都知道，“高傳輸速率”是5G的一項關鍵技術指標。那麼怎樣提高傳輸速率呢？這裡的傳輸速率，即單位時間裡通過通道的資料量。所謂的無線通訊是利用無線電磁波進行通訊。無線通訊的基本原理是將聲畫資訊變換為含有聲畫資訊的電訊號，再把電訊號“寄載”在比該訊號頻率高得多的高頻振盪訊號上去，然後用發射天線以無線電波的形式向周圍傳播。

這是電磁波譜，它是按照電磁波的頻率順序進行排列而畫出來。頻率，是電磁波的重要屬性。無線通訊領域，主要研究的是圖中綠色部分。

前面說了，頻率是電磁波的重要特性，不同頻率的電磁波有不同的特性，也就意味著有不同的用途，所以我們在電磁波這條“大路”上進一步劃分車道，分配給不同的物件和用途。

毫米波就位於微波與遠紅外波相交疊的波長範圍，其實它也是兼有兩種波譜特點的。FR2頻段的頻率範圍是24.25GHz——52.6GHz，也就是毫米波（mmWave）。

毫米波為何大紅大紫？有何優勢？

各國之所以看中毫米波的商用價值，是因為其他的頻譜資源已經不夠用了。事實上，頻帶利用率不是越高越好就行。所以，人們很自然地將目光轉向另一個更簡單粗暴的方法——提高頻譜系統頻寬。

但問題是目前常用的6GHz以下的頻段已經基本沒有更多的資源可利用了，因為4G時代已經非常擁擠。這時候，人們想到了過去一直沒太關注的毫米波頻段。

毫米波的最大特點是高頻率，但在30-300GHz之間也不是所有頻段都可以隨意使用的，因為有些頻段效能比較差，所以目前很難被使用。3GPP協議38.101-2 Table 5.2-1中，為5G NR FR2波段定義了3段頻率，分別是：

n257（26.5GHz~29.5GHz）；

n258（24.25GHz~27.5GHz）；

n260（37GHz~40GHz）；

以28GHz和60GHz頻段為例，通訊領域有一個原理，無線通訊的最大訊號頻寬大約是載波頻率的5%，所以兩者對應的頻譜頻寬分別為1GHz和2GHz，而4G-LTE頻段最高頻率的載波在2GHz上下，頻譜頻寬只有100MHz，毫米波的頻寬相當於4G的10倍，由此看來，這是一個有待開發的藍海。

Ookla最近在美國進行了5G網路速度測試。測試結果表明，5G毫米波系統的下載速度大約是4G LTE的二十倍，是未接入毫米波頻段的5G手機下載速度的五倍

除了速率高，毫米波還有不少其他的好處，毫米波的波束很窄，相同天線尺寸要比微波更窄，所以具有良好的方向性，能分辨相距更近的小目標或更為清晰地觀察目標的細節。

解決技術短板，成就千億美元大市場

現在看來目前國內運營商以Sub-6GHz作為5G網路的主力，很少用到毫米波，原因很簡單，因為5G毫米波存在一個硬傷——訊號。

兩大致命短板：

1.氧分子對它的吸收會比低頻譜明顯，所以毫米波頻譜衰減的比較快；

2.該頻段穿透障礙物的能力比較差，無法穿過障礙物。

毫米波是波長約在1-10毫米之間的電磁波。電磁波頻率越高，波長越短，穿透能力越差。

一片樹葉、一張紙、甚至是一滴水的遮擋，就可以讓毫米波5G訊號徹底“翻車”。

採用毫米波訊號的5G手機幾乎可以被任何東西擋住訊號，電話亭、一棵樹、玻璃、雨傘、甚至是...空氣，只要基站和手機之間有遮擋，可能轉個身，網路會立刻回落到4G。而採用Sub-6GHz和毫米波同時覆蓋的運營商則相安無事。

成本問題——基站太多，貴！

除此之外，毫米波的覆蓋範圍有限且成本昂貴，較大的路徑損耗意味著覆蓋範圍僅限於數百英尺，需要大量的小型基站，但這都得需要錢。除此之外，5G毫米波商用還需解決路徑損耗的問題。

但這些技術難題在我們高超的工程師手底下一點點的解開了：

對於路徑損耗，窄波束寬度的模擬波束成形能夠克服，利用現有站址開展全面的系統模擬實驗;身體、牆體、植被、雨滴的阻擋會嚴重影響訊號的傳播，因此，利用路徑分集和反射，可以引領波束賦形和波束追蹤技術發展;由於頻寬更大，從本質而言毫米波能耗更高，這為外形尺寸較小的終端帶來嚴峻的散熱挑戰，高通釋出的調變解調器、射頻和天線產品，可應對外形尺寸和散熱的挑戰。

當前有不少國家主要圍繞26GHz的毫米波頻段進行測試，但規模化部署仍存在一定的技術性挑戰——包括覆蓋率有限、網格部署成本較高、障礙物的阻斷等。阿聯酋在毫米波的部署中，重視毫米波在高移動性應用中的作用，依靠波束賦形來解決技術痛點，從而減少部署成本。

所以，想要5G毫米波體驗好，必須建很多基站——幾乎每個角落都需要！

那為什麼5G毫米波這麼“弱雞”卻倍受青睞，原因很簡單。

5G毫米波載波頻率更高，訊號頻寬更大。以60GHz頻段為例，每個通道的頻譜頻寬達到2.16GHz，相比之下，4G-LTE頻段可用頻譜頻寬只有100MHz。說白了就是5G毫米波網速很快，比Sub-6GHz的5G更快。ITU IMT-2020規範要求5G速度可以達到20Gbit/s，單靠Sub-6GHz是搞不定的，得用上毫米波。

毫米波受到的頻段干擾更少。1.9Ghz-6Ghz頻段彷彿是擁擠的地鐵，Wi-Fi、藍芽、衛星廣播等都“擠”在一起，難免會有“打架”。而毫米波頻段就像是無人區飛馳的敞篷跑車，時延極低，容量高，可以同時有更多裝置連線。

但剛才提到，毫米波技術本身仍存在一定缺陷，就中國而言，毫米波產業鏈有待成熟，核心技術和核心器件成熟度較低，系統化和標準化工作有待推進，相較於已經深度部署的低頻段，毫米波的技術優勢不太明顯。

在5G裡面它有多大價值？

雖說短板尚在，但應用價值不可估量，工業場景和智慧城市將是5G毫米波的重要用武之地

在工業場景中，高容量、低延時的網路特點有助於提升工業的智慧化和自動化程度。目前芬蘭很重視毫米波技術在未來工業級方向的應用，此外智慧城市也是未來毫米波的重要應用領域。

總而言之，5G毫米波頻寬高，時延低，容量高。在日常生活中，5G毫米波可以幫助你秒速下完藍光視訊、在擁擠的球場享受高速網路。在專業場景，5G毫米波可以實現工業機器人的遠端控制、自主工廠運輸、遠端醫療等。

應用場景比想象中更廣

毫米波在未來的應用場景可能超出想象。首先，毫米波的特性決定了它可以主要被應用在大頻寬、高容量的場景，面向高頻段的eMBB場景，可用於人口密度大、網路容量需求大的熱點區域。

1. 大型場館

毫米波很適合在大型場館如音樂會、體育館等人口密集區域進行部署，可以帶來數千兆位元的速率以及低時延和無限容量的體驗，以往在萬人體育場觀看演出時手機訊號幾乎為零、上不了網的情況不會再有，可以為觀眾帶來獨有的個性化體驗。

2. 室內場景

毫米波可以更好地在室內場景部署應用，實現媲美WiFi的上行和下行鏈路覆蓋，還可以利用更大的頻寬滿足實現數千兆位元中指突發速率的需求，總之就是讓你的上網體驗更優質。

需要注意的是，毫米波的波長很小，所以天線也可以做得很小，這樣未來在5G毫米波部署時，在普通巨集基站基礎上一定會有很多微基站（就是小基站）得到部署，在城區街頭、室內角落，你都有可能看到。

3. 固定無線寬頻接入

毫米波還可用於固定無線寬頻接入業務，滿足典型如4K、8K電視的傳輸需求，滿足市郊居民區的視訊需求，一個典型的場景是家裡購買一臺CPE裝置部署無線網路，然後即可通過電視聯網觀看高達8K的超高清視訊。

何時能有支援毫米波的手機？

可以說，毫米波將會改變我們室內室外的互聯狀況，極大釋放5G潛能。同時，我們隨手不離的手機也會進行革新。

其實目前很多手機在硬體上面，都已經開始支援5G毫米波，但是廠商會根據不同國家或者地區的市場，做出改變。目前國內市場以Sub-6GHz為主導，而美國市場，以5G毫米波為主導。

截至目前為止，依然只有高通方案商用，也就是高通的驍龍855+X50 modem+QTM052模組這樣的晶片組合。基於這種硬體平臺打造的5G手機呈現出一種獨特的毫米波5G手機架構：

例如，美版的S20+與S20 Ultra均支援Sub-6GHz和5G毫米波，而Verizo推出的特殊版三星S20，更是解決了S20因為機身過少，無法放下支援毫米波的兩個分立天線模組這個問題，同時支援Sub-6GHz和5G毫米波。

總的來講，如果在國內市場，你可能還買不到國行版支援毫米波手機，因為對於廠商來講沒有推出的必要。而在美國市場，你可以買到。對於國內消費者的話，完全不用為手機缺失對毫米波的支援而恐懼，離它真正在國內的商用還有一段距離。

不過別傷心，今年即將釋出的iPhone12 兼具同時支援Sub-6GHz和毫米波雙重功能。

中國目光長遠的毫米波策略

在5G 毫米波系統部署初期，24.25-29.5GHz 和37-43.5GHz 的接納度是普遍最高的，全球領先的國家和地區正在計劃將這些頻帶的細則落地，這兩個頻帶也已經在R15 協議中明確規定，並建議按800MHz 定義系統頻寬。對於計劃在26.5-27.5GHz 上部署的國家，主要是南韓，則建議部署400MHz系統頻寬，主要是為了在實踐中逐步明確分配，避免在24.25-27.5GHz 上出現碎片化。

中國選擇中頻頻譜部署 5G 的策略發揮了極大的優勢，不但能充分發揮國內的技術與產業鏈優勢，也的確有力推動 5G 在國內的部署與應用。

工信部官方資料顯示，截至到今年 6 月底，中國建設開通的 5G 基站已經超過 40 萬座，而真正連線到 5G 網路的使用者也達到了 6600 萬。根據法國回聲報提供的資料，美國的 5G 使用者是 100 萬，差不多是中國 5G 使用者數量的百分之一。

與此同時，在三大運營商助力下，5G 應用也不斷 “乘風破浪”，實現在工業、醫療、交通等垂直行業的 “多點開花”，並打造出一系列行業標杆。

今年夏天，R16將完成，一旦可用，網路就可以最大限度地發揮mmWave頻譜的能力，充分發揮5G技術潛力。