通向5G時代！毫米波技術必須有姓名
在3GPP劃定的R15以及R16協議中，當前包括未來的5G網絡主要將運行於兩大頻率——FR1頻段和FR2頻段。其中FR1頻段範圍在450MHz-6GHz，而我們普遍將它稱之為6GHz以下頻段，這也是目前4G LTE網絡的主力頻段，幾乎所有的行動網路都運行與此；而FR2則集中於24.25GHz至52.6GHz，如果你對數字不太敏感，我們對這一頻段還有一個更親民的稱呼：毫米波。
長久以來，6GHz以下頻段支撐著行動網路的發展，無論是移動通訊還是網絡應用都以此為基礎。而相較而言，毫米波則是一個不太常見的新概念，但事實上，若想實現行業對於5G高速時代的暢想，毫米波技術的推進至關重要！
在近期的GMSA大會上，中國移動、中國聯通、高通、愛立信、中興、一加等廠商進一步分享了有關毫米波技術的最新進展。在未來，配合6GHz以下常見頻段，毫米波無疑將再次驅動5G生態發展，釋放5G潛能、並且定點垂直行業，將更多新技術和應用帶給普通用戶。
毫米波是開啟5G時代的鑰匙
不同於低頻段網絡的普遍應用，早前毫米波都是通訊領域的蠻荒之地，即便有高通、愛立信等巨頭的持續投入，但它始終沒有真正走出實驗室，來到普通消費者的生活中。顯然，這其中不僅有技術的桎梏，也有商業成本的考量。
在過去，毫米波相較於低頻段的高帶寬優勢難以顯現，特別是在光纖也只有512K的時代里，行動網路的普遍速率都不高，6GHz以下低頻段已經能夠滿足所需。而當前，依靠更多載波聚合，甚至我們已經能實現1Gbps的下行表現。同時，我們知道信號傳輸頻段越高，它的傳輸距離就會越短，因此毫米波技術如果需要大規模覆蓋，往往需要投入更多的基站成本。
另一個不容忽視的因素在於，高頻段更容易受到環境因素的影響，在技術上毫米波一直無法突破環境因素的壁壘，颳風、下雨甚至是霧霾都容易對它的傳輸造成影響。從運營商角度來看，在頻譜資源尚能滿足所需的情況下，一個需要投入大規模成本但卻回報甚微、從實際表現看又暫時不會有太多提升的基礎網絡，的確很難體現投入的價值。
毫米波的轉機發生在2017年。
在這一年發生了兩件事，讓毫米波瞬間成為了行業的香餑餑。首先，高通通過一系列落地實驗，證明了毫米波在城市之間部署存在可行性，新技術和新的基帶解決方案成功讓高頻電波在樓宇和複雜環境中穿行，在技術層面，毫米波突破了桎梏，成為了真正可落地實現的技術。
另外，面對5G網絡的高帶寬需求，毫米波也優勢盡顯。從帶寬方面考量，6GHz頻段以下，LTE最大可用帶寬僅有100MHz，這意味著即便是有多重載波聚合支撐，最高速率也僅有1Gbps。但基於毫米波技術，行動網路最高帶寬達到了400MHz，理論傳輸速率能夠達到10Gbps甚至更高，而這樣的高速率才能滿足外界對於5G網絡的速度期待。
更為重要的一點是，毫米波的加入能極大地解決當前6GHz以下頻段擁堵的問題。事實上，在近30年的發展瓜分後，30GHz內的頻譜資源幾乎殆盡，LTE、廣播電視、運營商不斷瓜分著有限的頻譜資源。這意味著以現有的頻譜技術，想要再開墾出供給5G網絡的頻段會尤其困難，而未經開墾的毫米波幾乎就像是移動通訊行業的大陸，因為它仍然有廣闊的空間可以發揮作用，與6GHz以下頻段互補後，完全能夠兼顧信號覆蓋和高速率的所有需求。
我們知道，頻段越高，接收天線的尺寸需求會越小，而這也成為了毫米波終端的一大優勢。這意味著，機身內部的接收天線可以做得比以往更小，而對於沒有尺寸限制的終端，也可以在原先的技術上容納更多的高頻段天線，從而獲得更好的接收效果。
因此，可以說雖然過去毫米波只是一種實驗室技術，但現如今它完全成為了人類通向5G時代的橋樑，它所承載的高帶寬、高靈活度的頻譜資源，將有助於運營商和廠商加速5G產品的應用落地。
非紙面技術的毫米波，正在成為現實
毫米波技術從不是紙面的空洞數據，事實上它已經成為了不少運營商的選擇，諸如中國移動在內的全球領先運營商，都在積極加速毫米波技術。而這其中，也不得不提到高通對於毫米波技術的貢獻。許多人並不知道。早在上世紀90年代，高通就開始著手毫米波技術的研究。
不過和GSM一樣，毫米波技術的真正商用化也經歷了近30年的變革，它不僅要克服高頻信號本身對於遮蔽的弱勢，同時也要給終端廠商以及運營商提供一套切實的可用方案。而高通則成了第一個實現這兩點的通訊方案供應商，在2016年的巴塞隆納世界移動通信大會上，高通首次向世界展示了波束導向支持的非視距毫米波移動性試驗，在測試中，基於毫米波技術的5G自適應波束賦形和波束追蹤技術可以在真實環境中提供穩健的移動寬頻通信。
這意味著以往桎梏著毫米波在移動通訊行業商用的鎖鏈終於被打破，緊接著一系列商用實驗也接連證明，即便行進的測試設備處於移動狀態，亦或是在牆體密集的環境中，終端本身依舊可以實現多個基站的快速信號切換。
而在終端層面，高通也加速了毫米波的落地。在同一年的10月，高通發布了至關重要的驍龍X50 5G數據機，這不僅是業內首款量產的5G數據機產品，同時也是業界首款支持毫米波以及6GHz以下完整連接的5G基帶晶片。在後來，驍龍X50 5G數據機被廣泛運用於各大測試中，包括數據終端、互通連接測試都有它的身影，也正是驍龍X50 5G數據機的敢為人先，最終促成了5G網絡在2019年的正式商用。
後續，高通驍龍X55 5G數據機、驍龍X60 5G數據機的登場，不止刷新了5G網絡的最高速率記錄，實現了7Gbps的下行速率，更提供了整套完整的5G頻段連接覆蓋。而這也正輻射至終端和行業，事實上，目前中國移動在內的全球頂尖運營商已經著手毫米波室內和室外的覆蓋；而諸如LG、三星、摩托羅拉在內的廠商，也為我們提供了一系列支持毫米波的智慧型手機。同時，高通也不是毫米波的唯一擁躉，華為、MTK都已經計劃後至毫米波領域，兩家巨頭的毫米波基帶都將在年內到來，而這無疑將進一步豐富毫米波陣營的選擇。
顯然，關於毫米波，最大的反對聲源於它的穩定性，就像前文所說 ，高頻信號的傳輸距離更短，它也更容易受到環境因素影響。因此，想要穩定毫米波的信號覆蓋，就需要大量的小型基站，而這對於大多數運營商而言是不可取的，因為這會帶來可預見的成本問題，部署更多基站意味著移動運營商需要更多時間和投入才能收回成本。
但在高通的方案中，這反而不是一種劣勢，因為毫米波技術的高覆蓋反而會有助於運營商降低成本。這是由於毫米波基站本身可以與LTE基站同時部署，早在2017年，高通就已經通過仿真實現證明了毫米波在現代化城市環境中大規模覆蓋的可行性，在舊金山10平方公里的密集環境里高通藉助LTE基站的覆蓋，實現了65%下行連結的覆蓋，最高覆蓋率甚至達到了80%。這意味著在實際表現中，運營商只需要稍加改造，就可以利用現有資源實現毫米波覆蓋。
值得一提的是，從LTE轉為毫米波，由於28GHz的高頻段提供了更多的帶寬使用，因此它為6GHz以下的LTE網絡節省了大量的頻譜資源，從而使得智慧型手機以及其他設備在室內環境將會獲得更好的網絡狀況。
5G時代暢想，毫米波勢在必行
5G時代，不僅僅是日常速率的質變，它同時也將推動全球移動通訊的變革，進而推動全行業的經濟上行。
在2019年6月，中投顧問就發布了《2017-2021年中國第五代移動通信技術（5G）產業深度調研及投資前景預測報告》，其中明確了到2035年，5G在全球創造的潛在銷售活動將達12.3萬億美元，並將跨越多個產業部門。這約占2035年全球實際總產出的4.6%。在2020–2035年期間，全球實際GDP將以2.9%的年平均增長率增長，其中5G將貢獻0.2%的增長。從2020年到2035年，5G為年度GDP創造的貢獻達3萬億美元。
這意味著5G的影響力將會急速「出圈」，最終投射至全行業。而其中，6GHz以下頻段和毫米波技術的組合成為了5G發展的重要組成，兩者進一步確保了連續廣域覆蓋、低功耗、低時延的網絡表現，它們也將成為5G時代的發展基石。
不信？我們走著瞧！
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