毫米波mmWave頻率的速度和容量為5G應(yīng)用提供超強動力

（文章來源：EEWORLD）

毫米波依靠超高的mmWave頻率的速度和容量為5G應(yīng)用提供超強動力。毫米波5G，也被稱為mmWave——是下一代移動應(yīng)用基礎(chǔ)。我們將解釋它是什么，以及在需要高容量、低延遲網(wǎng)絡(luò)的地區(qū)，它將如何影響5G網(wǎng)絡(luò)。下一代5G網(wǎng)絡(luò)不僅將在大范圍內(nèi)提供無處不在的可靠覆蓋，還將能夠為關(guān)鍵任務(wù)應(yīng)用、大規(guī)模物聯(lián)網(wǎng)部署和全新業(yè)務(wù)運營提供動力，所有這些都需要快速、高容量、超低延遲的連接。

為了實現(xiàn)這一目標，移動運營商需要使用比前幾代移動技術(shù)更廣泛的頻譜。和低頻段和中頻段混合的4G網(wǎng)絡(luò)一樣，5G網(wǎng)絡(luò)也是如此。至關(guān)重要的是，頻譜是一種有限的資源。隨著世界各國政府和監(jiān)管機構(gòu)認識到5G網(wǎng)絡(luò)的潛在經(jīng)濟和社會效益，各方已共同努力釋放盡可能多的頻譜。目前人們開始注意以前被認為不適合移動網(wǎng)絡(luò)的波段，包括高范圍毫米波(mmWave)。

早在移動通信的重要性被認識到之前，許多毫米波頻段就分配給了其他用戶群體，如軍事或公共活動行業(yè)，因此毫米波頻譜具有很高的溢價。盡管低頻段700MHz可能有助于將5G傳播到農(nóng)村地區(qū)，但它不適合在繁忙的城市地區(qū)提供所需的可靠連接。高頻段在有限的地理區(qū)域內(nèi)提供了巨大的容量。所以mmWave在5G推廣中的關(guān)鍵是在人口密集的城市地區(qū)，那里需要高容量——換句話說，那里有很多設(shè)備。

然而，mmWave也并非沒有挑戰(zhàn)。首先，這些信號不會走得那么遠。mmWave之前一直被移動設(shè)備所排斥，因為它的短距離和窄波長很容易受到大氣條件的影響。一種被稱為“降雨減弱”的效應(yīng)，因為降雨吸收無線電信號并造成干擾。從技術(shù)上講，mmWave指的是微波和紅外線之間的頻率，在24GHz到300GHz之間。這些電波目前被用于科學(xué)研究，武器系統(tǒng)，甚至警察的測速槍。

人們認為26GHz - 100MHz頻段是移動網(wǎng)絡(luò)的最大機遇。然而，正是先前不受歡迎的mmWave特性使得它非常適合5G。這是因為它依賴于微基礎(chǔ)設(shè)施的使用，比如分布在密集城市位置的小單元。這一點，加上高頻段頻率將是5G網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵特征。因此，mmWave只需要在有限的范圍內(nèi)使用，而短波長可以最大限度地減少來自其他蜂窩數(shù)據(jù)的干擾，從而提高頻譜的效率。mmWave頻譜比目前的4G技術(shù)使用更高的頻率。

由聯(lián)合國下屬的國際電信聯(lián)盟組織的四年一次的監(jiān)管機構(gòu)和政府會議——2019年世界無線電通信大會(WRC-19)，與會代表確定了若干個可用于5G網(wǎng)絡(luò)的mmWave頻段。其中包括24.25-27.5 GHz、37-43.5 GHz、45.5-47 GHz、47.2-48.2和66-71 GHz。對這些波段的正式識別，為全球統(tǒng)一、測試和標準化鋪平了道路——降低了成本，縮短了上市時間。這些協(xié)定還確保對鄰近波段的頻譜用戶，例如氣象服務(wù)，實行保障措施。

mmWave頻譜的高容量和超快速度將使許多5G應(yīng)用不太適合低頻段。雖然預(yù)計大多數(shù)商業(yè)5G網(wǎng)絡(luò)將至少提供1Gbps，但是mmWave理論的最大值傳輸值是10Gbps。GSMA預(yù)計，未來15年全球?qū)⒂?650億美元的GDP和1520億美元的稅收來自mmWave5G服務(wù)。這相當(dāng)于該時期所有5G網(wǎng)絡(luò)預(yù)計經(jīng)濟價值的四分之一。

每個國家都有自己的分配頻譜給那些希望在這些頻段上運營的公司的方式。在美國3月5日舉行的最后一輪毫米波拍賣會上，37千兆赫、39千兆赫和47千兆赫頻段被拍賣。總銷售額達到了75.58億美元，幾乎是之前兩次mmWave拍賣的總和的三倍，24GHz頻段的總銷售額為20億美元，28GHz頻段的總銷售額為7億美元。威瑞森和美國電話電報公司(AT&T)占據(jù)了最大的市場份額，共花費30億美元，獲得了數(shù)千個新的mmWave許可證。

盡管出現(xiàn)了疫情大流行，各國仍在推進各自的計劃，將mmWave頻譜分配給出價最高的國家。例如，芬蘭電信監(jiān)管機構(gòu)Traficom已經(jīng)宣布，它計劃在5月份繼續(xù)拍賣5G頻譜。此次拍賣將包括3張26GHz頻段的牌照，每張牌照提供覆蓋整個芬蘭大陸的800MHz頻段，起拍價為700萬歐元。注冊必須在2020年5月20日前提交給芬蘭交通和通信機構(gòu)Traficom，獲勝者可以在7月1日開始網(wǎng)絡(luò)建設(shè)。

最早使用5G毫米波的例子是固定無線接入(FWA)[1]寬帶。4G驅(qū)動的FWA的速度、可靠性和固定連接的體驗往往無法與之相比。數(shù)據(jù)上限也是一個巨大的障礙，尤其是當(dāng)你考慮到家庭寬帶用戶比移動用戶消耗更多的數(shù)據(jù)。Ovum表示，目前英國家庭平均每月消費190GB，到2023年，由于視頻流服務(wù)、在線游戲和其他應(yīng)用程序的普及，這一數(shù)字將增加到516GB。5G不受4G的限制，可以幫助滿足這一需求。

商用5G FWA網(wǎng)絡(luò)使用mmWave頻譜的試驗已經(jīng)達到了1-3Gbps，而分析人士認為，在真實世界環(huán)境下，80 - 100mbps的一致性速度是可以達到的。在美國，AT&T和Verizon都在美國主要城市提供5G FWA，為只有一家固定電纜供應(yīng)商的地區(qū)提供了一個現(xiàn)實的選擇。盡管如此，英國目前有三家公司在倫敦市中心提供5G FWA網(wǎng)絡(luò)，而政府則希望在英國一些地區(qū)提供最低標準的寬帶網(wǎng)絡(luò)，在這些地區(qū)，光纖的商業(yè)化推廣在經(jīng)濟上并不可行。

（責(zé)任編輯：fqj）