6GHz以下和毫米波，對(duì)于5G頻譜資源都是不可或缺的

從無(wú)線通信被發(fā)明的那天起，你給朋友打的每個(gè)電話，發(fā)的每條短信，在網(wǎng)上看到的每篇文章和每支視頻都被搭載在無(wú)線電波上，在空中傳輸著。

從2G到4G，移動(dòng)通信都被部署在 6GHz 以下的中低頻段。這個(gè)頻段因?yàn)椴ㄩL(zhǎng)較長(zhǎng)，穿透力和覆蓋范圍都很有優(yōu)勢(shì)，也被稱為移動(dòng)通信的“黃金頻段”。除了大家所熟知的手機(jī)運(yùn)營(yíng)商在使用以外，還有很多其它業(yè)務(wù)都擠在了這里，非常擁擠。

現(xiàn)在我們迎來(lái)了5G時(shí)代，除了要繼續(xù)“榨干”6GHz以下的頻段之外，還往上開(kāi)辟了一塊無(wú)比寬廣的大陸——波長(zhǎng)在1到10毫米之間的毫米波頻段。6GHz以下和毫米波，對(duì)于5G頻譜資源都是不可或缺的。

如果我們把電磁波頻譜比作高速公路的車道，那數(shù)據(jù)就像車一樣，在一條條信道上行駛。而在毫米波頻段的高速路上，不僅車道變多了，每條車道也寬了，數(shù)據(jù)傳輸速度自然更快了。你所聽(tīng)到的8K VR、自動(dòng)駕駛、大型演唱會(huì)現(xiàn)場(chǎng)連接等等典型的5G應(yīng)用場(chǎng)景，都必須依靠毫米波的大帶寬、低時(shí)延、高容量特性才能更好地實(shí)現(xiàn)。

那問(wèn)題來(lái)了，毫米波既然這么好，為什么到了2020年，我們還沒(méi)用上呢？因?yàn)樗缓米鲅?！基站和手機(jī)的通信，就像是兩個(gè)人隔空喊話。隔得近，聲音就很清晰。但隨著距離越遠(yuǎn)，聲音也就越弱，辨識(shí)度也會(huì)降低。

這種隨著距離增加而衰減的特性，就像是電磁波的“路徑損耗”的理論一樣。在自由空間里，頻率越高，路徑損耗就越大。

毫米波工作在很高的頻率，所以它的傳播距離，天然地比中低頻段要短。通俗來(lái)說(shuō)就是，原來(lái)能吼到的地方， 現(xiàn)在吼不到了。怎么辦呢？這時(shí)候就要講到一個(gè)關(guān)鍵技術(shù)，波束成形。

2G、3G時(shí)代的基站，就像是大喇叭，無(wú)差別地向四面八方發(fā)射信號(hào)。距離太遠(yuǎn)聽(tīng)不清怎么辦？那就大點(diǎn)聲咯，也就是加大發(fā)射功率。但是功率也不能無(wú)限加大吧。

于是呢就有工程師掏出了“傳聲筒”，直接把“聲波”約束到一個(gè)很窄的方向，近乎點(diǎn)對(duì)點(diǎn)地傳遞。這就是“波束成形”。

優(yōu)勢(shì)是顯而易見(jiàn)的：首先聲音可以傳得更遠(yuǎn)更清晰，大大降低了路徑損耗；小聲說(shuō)話也能聽(tīng)得見(jiàn)，節(jié)約了發(fā)射功率；還不用擔(dān)心旁邊路人偷聽(tīng)，也就是降低了同信道用戶之間的干擾。

聽(tīng)起來(lái)很棒對(duì)不對(duì)？但是一拉進(jìn)現(xiàn)實(shí)環(huán)境里，問(wèn)題就出現(xiàn)了。首先，現(xiàn)實(shí)環(huán)境不像自由空間，它有各種各樣的障礙物。而毫米波因?yàn)椴ㄩL(zhǎng)更短，它比中低頻段更容易受到阻擋。當(dāng)人走到障礙物后面，引發(fā)非視距通信，就算用上傳聲筒，信號(hào)也過(guò)不來(lái)了。

怎么辦呢？我們還可以利用建筑的反射，讓傳聲筒“轉(zhuǎn)彎”?；蛘咧苯訜o(wú)縫切換到新的基站。利用波束追蹤、波束導(dǎo)向、波束切換技術(shù)，我們就能輕松實(shí)現(xiàn)毫米波的非視距通信。

這樣一來(lái)，無(wú)論環(huán)境多么復(fù)雜，人怎么移動(dòng)，基站和終端之間都可以相互配合完成波束掃描配對(duì)，選出一條最優(yōu)的路徑用來(lái)通信。

幾年前，在移動(dòng)終端上用毫米波通信，曾被許多人認(rèn)為是絕不可能實(shí)現(xiàn)的。而今天，市面上已經(jīng)有許多一線廠商，推出了支持毫米波的商用智能手機(jī)，比如我們熟知的一加8 Pro。

從今年Speedtest相關(guān)數(shù)據(jù)可以看到，今年全球手機(jī)平均下行速率只有35Mbps左右；而在已經(jīng)部署毫米波的地區(qū)，搭載驍龍5G毫米波解決方案的手機(jī)平均下行速率是900Mbps，峰值則達(dá)到了2Gbps。

除了手機(jī)之外，驍龍5G毫米波解決方案正支持一大批CPE、模組甚至是PC進(jìn)入我們的生活。可以預(yù)見(jiàn)的是，在成功克服覆蓋范圍、非視距通信等幾大致命問(wèn)題之后，毫米波已經(jīng)離我們?cè)絹?lái)越近了。

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