毫米波是指波長(zhǎng)在毫米數(shù)量級(jí)的電磁波,，其頻率大約在30GHz～300GHz之間,。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)帶寬也就越大。在毫米波頻段中,，28GHz頻段和60GHz頻段是最有希望被5G使用的兩個(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,。
相較而言,，4G－LTE頻段的最高頻率載波在2GHz左右，可用頻譜帶寬只有區(qū)區(qū)100MHz,。因此,，如果使用毫米波頻段進(jìn)行傳輸，頻譜帶寬至少是4G傳輸?shù)?0倍,，傳輸速率也會(huì)得到巨大提升,。
在4G時(shí)代，智能手機(jī)橫空出世,，使得移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)獲得快速發(fā)展,，促進(jìn)了通訊技術(shù)的快速革新。僅僅在數(shù)年間,，通信數(shù)據(jù)的傳輸速率得到飛躍性增長(zhǎng),，廣大用戶得以享受高速網(wǎng)絡(luò)傳輸。目前,，針對(duì)4G,、5G 的議題熱度始終居高不下,，并躍居產(chǎn)學(xué)研等單位的研究主題。隨著智慧城市,、物聯(lián)網(wǎng),、自動(dòng)駕駛、AR／VR等新興技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的興起,，5G的未來(lái)有了更大的發(fā)揮空間,。
哪些企業(yè)在研究毫米波？
2015年2月,，三星通過(guò)執(zhí)行信道測(cè)量,，發(fā)現(xiàn)28GHz頻率可用于手機(jī)通信。隨后,，眾多電信運(yùn)營(yíng)商和設(shè)備商們紛紛針對(duì)不同頻率波段展開聯(lián)合測(cè)試,，并不斷取得突破。現(xiàn)代芯片制造技術(shù)已經(jīng)大幅降低了毫米波設(shè)備的成本,。因此,，采用毫米波所面臨的挑戰(zhàn)，主要在于這些頻譜并未經(jīng)完整研究,，仍有尚未解決的技術(shù)問(wèn)題,。
華為是全球5G技術(shù)的忠實(shí)推動(dòng)者，對(duì)于毫米波技術(shù),，它們也是非?？春谩?017年,，華為和新加坡運(yùn)營(yíng)商M1合作的運(yùn)營(yíng)中心,，利用先進(jìn)的毫米波技術(shù)進(jìn)行5G測(cè)試，這個(gè)技術(shù)是在E頻帶的73GHz頻帶上進(jìn)行的,，以驗(yàn)證5G在高頻帶的性能,，在當(dāng)時(shí)達(dá)到了35Gbps的峰值吞吐量，是新加坡新一代技術(shù)實(shí)現(xiàn)的最高數(shù)據(jù)速度,。據(jù)悉,，該測(cè)試是在原型Cat 14設(shè)備上進(jìn)行的，涉及了四種先進(jìn)的移動(dòng)載波技術(shù)集成技術(shù),，包括三頻帶載波聚合,、多輸入多輸出、高階調(diào)制256和雙波段上行鏈路載波聚合,。
愛立信作為全球知名的老牌通訊巨頭,，在2017年愛世界移動(dòng)通信大會(huì)上，它們?cè)跁?huì)上展示了運(yùn)行于28GHz頻段的毫米波5G技術(shù),。高頻28GHz技術(shù)是5G技術(shù)的基礎(chǔ),，愛立信在美國(guó)進(jìn)已經(jīng)完成28GHz頻段的測(cè)試,，之前它們和IBM共同推出了一款28GHz天線，愛立信還和芯片巨頭英特爾強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合進(jìn)行28GHz的空口測(cè)試,。據(jù)業(yè)內(nèi)人士對(duì)筆者透露，高通驍龍X50的5G調(diào)制解調(diào)器離不開愛立信和高通共同研發(fā)的39GHz毫米波技術(shù),，毫米波對(duì)5G產(chǎn)業(yè)的推進(jìn)功不可沒,。
2017年10月，富士通實(shí)驗(yàn)室宣布開發(fā)用于小型基站的毫米波移相器,，能提供5G所需的10Gbps連接速度,，同時(shí)保持較低功耗。富士通表示,，其新型移相器通過(guò)將開關(guān)電路與差分放大器結(jié)合從而減少所需的功率放大器數(shù)量,；新毫米波電路的使用也限制了電路的電損耗。據(jù)悉,，這種有效的微型5G基站可以部署在人口密度較高地區(qū),，包括火車站和體育館等場(chǎng)所。
作為一家全球領(lǐng)先的半導(dǎo)體技術(shù)企業(yè),，德州儀器曾在2018推出了60－GHz毫米波傳感器,，據(jù)悉，這款傳感器克服了與射頻設(shè)計(jì)相關(guān)的傳統(tǒng)挑戰(zhàn),，體積非常小,，也能為客戶降低成本，提供高達(dá)4GHz的超寬帶寬,。德州儀器的毫米波傳感器能在單芯片上集成精確的傳感和實(shí)時(shí)決策以及處理,，可以在復(fù)雜的環(huán)境下檢測(cè)物體的速度、角度和距離,，也能提供高級(jí)算法的片上處理功能,。客戶通過(guò)這個(gè)毫米波傳感器,，能讓機(jī)器實(shí)現(xiàn)的獨(dú)特?cái)?shù)據(jù)集與片上處理功能,，減少工廠在自動(dòng)化設(shè)計(jì)和運(yùn)作時(shí)的錯(cuò)誤檢測(cè)。
國(guó)內(nèi)數(shù)一數(shù)二的芯片廠商近日也在毫米波技術(shù)上取得了進(jìn)步和突破,，紫光展銳如今已經(jīng)宣布完成了5G的關(guān)鍵測(cè)試,，采用紫光展銳5G毫米波終端原型樣機(jī)和KEYSIGHT TECHNOLOGIES N9040B UXA信號(hào)分析儀，完成了26GHz 頻段5G毫米波關(guān)鍵功能和性能的測(cè)試,。據(jù)了解,，紫光展銳5G毫米波終端樣機(jī)主要包含基帶、中頻,、相控陣部分,，支持26GHz毫米波頻段,，400MHz帶寬，具備高性能,、多元可重配置等特征,，可以滿足5G 毫米波場(chǎng)景下對(duì)大帶寬、高頻率,、高速率等的驗(yàn)證需求,。
毫米波技術(shù)被全球眾多國(guó)家看重，也取得了很快的發(fā)展速度,。我國(guó)5G毫米波頻譜規(guī)劃與美國(guó),、歐盟、日本,、韓國(guó)基本保持一致,，24.75－27.5GHz、37－42.5GHz波段很容易可以與國(guó)外形成規(guī)?；a(chǎn)業(yè)鏈,，更容易實(shí)現(xiàn)全球協(xié)調(diào)統(tǒng)一，從而降低5G毫米波的研發(fā)風(fēng)險(xiǎn),。