隨著視頻內(nèi)容的爆發(fā)，如今的移動(dòng)用戶已經(jīng)不再滿足現(xiàn)有的上網(wǎng)速度，希望電信商能夠提供更快的數(shù)據(jù)傳輸速度、以及更可靠的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，而下一代通信技術(shù)5G就是在此背景下誕生的。雖然現(xiàn)在5G還處在規(guī)劃階段，但是整個(gè)行業(yè)都在共同努力，希望能夠確定5G的最終形態(tài)。但是這個(gè)行業(yè)的所有參與者都必定同意這一點(diǎn)：
隨著移動(dòng)用戶數(shù)量及其需求的上升，5G必須比如今的蜂窩網(wǎng)絡(luò)基站更快地處理更多的流量。
為了實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，無(wú)線通訊的工程師正在設(shè)計(jì)一套全新的技術(shù)。利用這些技術(shù)，5G數(shù)據(jù)傳輸?shù)难舆t將不超過(guò)1毫秒（相比之下，今天的4G網(wǎng)絡(luò)的延遲約為70毫秒），而且數(shù)據(jù)下載的峰值速度將可以高達(dá)20Gb/s（4G為1Gb/s）。
目前還不清楚，從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看哪些技術(shù)將是5G中最關(guān)鍵的，但是已經(jīng)有一些早期技術(shù)脫穎而出。這些技術(shù)包括毫米波、小基站、Massive MIMO、全雙工以及波束成形。
今天的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)遇到的非常重要的一個(gè)問(wèn)題就是：越來(lái)越多的人和設(shè)備正在消耗比以前多得多數(shù)據(jù)，但是他們依舊擁擠在電信公司一直使用的與無(wú)線電頻譜相同的頻段上。這意味著每個(gè)人被分配到的帶寬有限，導(dǎo)致速度下降、掉線情況時(shí)有發(fā)生。
隨著連接到無(wú)線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的數(shù)量的增加，頻譜資源稀缺的問(wèn)題日漸突出。至少就現(xiàn)在而言，我們還只能在極其狹窄的頻譜上共享有限的帶寬，這極大的影響了用戶的體驗(yàn)。而毫米波技術(shù)就是解決這一問(wèn)題的關(guān)鍵。
什么是毫米波？
與以前用于移動(dòng)設(shè)備的5Ghz以下的頻段相比，毫米波在30GHz和300GHz之間的頻率進(jìn)行傳輸。它們被稱為毫米波，是因?yàn)檫@些頻段的波長(zhǎng)在1毫米到10毫米之間，而如今用于智能手機(jī)的無(wú)線電波的波長(zhǎng)大多為幾十厘米。
迄今為止，毫米波只在雷達(dá)系統(tǒng)和衛(wèi)星上有應(yīng)用?，F(xiàn)在，一些蜂窩網(wǎng)絡(luò)提供商已經(jīng)開(kāi)始使用毫米波在諸如兩個(gè)基站這樣的固定點(diǎn)之間傳輸數(shù)據(jù)，但是使用毫米波將移動(dòng)用戶與附近的基站相連則是一種全新的方法。
毫米波技術(shù)有什么優(yōu)點(diǎn)？
雷鋒網(wǎng)此前曾報(bào)道，無(wú)線傳輸增加傳輸速率一般有兩種方法，一是增加頻譜利用率，二是增加頻譜帶寬。相對(duì)于提高頻譜利用率，增加頻譜帶寬的方法顯得更簡(jiǎn)單直接。在頻譜利用率不變的情況下，可用帶寬翻倍則可以實(shí)現(xiàn)的數(shù)據(jù)傳輸速率也翻倍。但問(wèn)題是，現(xiàn)在常用的5GHz以下的頻段已經(jīng)非常擁擠，到哪里去找新的頻譜資源呢？5G使用毫米波就是通過(guò)第二種方法來(lái)提升速率。
根據(jù)通信原理，無(wú)線通信的最大信號(hào)帶寬大約是載波頻率的5%左右，因此載波頻率越高，可實(shí)現(xiàn)的信號(hào)帶寬也越大。在毫米波頻段中，28GHz頻段和60GHz頻段是最有希望使用在5G的兩個(gè)頻段。28GHz頻段的可用頻譜帶寬可達(dá)1GHz，而60GHz頻段每個(gè)信道的可用信號(hào)帶寬則到了2GHz（整個(gè)9GHz的可用頻譜分成了四個(gè)信道）。
相比而言，4G-LTE頻段最高頻率的載波在2GHz上下，而可用頻譜帶寬只有100MHz。因此，如果使用毫米波頻段，頻譜帶寬輕輕松松就翻了10倍，傳輸速率也可得到巨大提升。
毫米波技術(shù)有什么缺點(diǎn)？
除了優(yōu)點(diǎn)之外，毫米波也有一個(gè)主要缺點(diǎn)，那就是不容易穿過(guò)建筑物或者障礙物，并且可以被葉子和雨水吸收。這也是為什么5G網(wǎng)絡(luò)將會(huì)采用小基站的方式來(lái)加強(qiáng)傳統(tǒng)的蜂窩塔。
由于毫米波的頻率很高，波長(zhǎng)很短，這就意味著其天線尺寸可以做得很小，這是部署小基站的基礎(chǔ)。可以預(yù)見(jiàn)的是，未來(lái)5G移動(dòng)通信將不再依賴大型基站的布建架構(gòu)，大量的小型基站將成為新的趨勢(shì)，它可以覆蓋大基站無(wú)法觸及的末梢通信。
矽說(shuō)作者李一雷曾表示，目前，各大廠商對(duì)5G頻段使用的規(guī)劃，是在戶外開(kāi)闊地帶使用較傳統(tǒng)的6GHz以下頻段以保證信號(hào)覆蓋率，而在室內(nèi)則使用微型基站加上毫米波技術(shù)實(shí)現(xiàn)超高速數(shù)據(jù)傳輸。
憑借毫米波和其他5G技術(shù)，工程師希望5G網(wǎng)絡(luò)不僅能夠?yàn)橹悄苁謾C(jī)用戶提供服務(wù)，而且能夠在無(wú)人駕駛汽車、VR以及物聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。
研究人員和公司已經(jīng)為5G設(shè)定了很高的期望，并承諾為消費(fèi)者提供超低延遲和創(chuàng)紀(jì)錄的數(shù)據(jù)速度。如果他們能夠解決剩下的挑戰(zhàn)，并弄清楚如何讓整個(gè)系統(tǒng)協(xié)同工作，那么超快的5G服務(wù)有望在未來(lái)5年內(nèi)商用。
