5G十大关键技术之一的毫米波通信

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笔者在描述5G的十大关键技术时，列了其中一个关键技术是：毫米波通信（Millimeter Wave Communication）。

在讨论毫米波通信技术之前，我们有必要知道毫米波的波长（或频率）覆盖范围。

通常，人们定义波长范围从10毫米至1毫米，或者频率范围从30吉赫兹（GHz）至300吉赫兹（GHz）的电磁波为毫米波（如下图所示）；在实际应用中，毫米波通信是指以毫米波作为信息传输载波实现的通信方式，分为毫米波波导通信和毫米波无线电通信两大类。我们在5G关键技术中讨论的毫米波通信，具体而言指的是毫米波无线电通信。

依据在晴朗天气环境下的较理想实验测试结果，我们发现毫米波的无线传输中存在四个衰减较小的工作窗口，分别对应的频率值为：35GHz、94GHz、140GHz和220GHz（如下图所示）。而在实际应用中，构成大气成分的分子吸收过程（包括氧气、水蒸气等）、降水过程（包括雨、雾、雪、雹、云等）、大气中的悬浮微粒物质（尘埃、烟雾等）以及复杂环境（包括植被、地面、车辆、行人、建筑物等），上述因素的共同作用，会使毫米波信号受到衰减、散射、极化改变等的负面影响，使得毫米波通信系统被动引入噪声干扰，从而导致毫米波传输信号的接收灵敏度急剧下降。

但是，毫米波通信的应用优势也很明显：

1.与自由空间无线激光通信（FSO）技术相比，毫米波信号无线传输过程受气候的影响要小得多，或者可以认为其具有全天候无线通信特性。

2.与微波通信技术相比，毫米波通信系统中的元器件尺寸体积要小得多，所以毫米波通信元器件更容易实现小型化集成。

3.最重要的是毫米波通信过程具备极大传输带宽。通常认为毫米波通信带宽超过从直流到微波全部带宽的10倍；即使考虑其在四个衰减较小的工作窗口实现无线信号传输，四个工作窗口的总带宽也达135GHz，是微波以下通信方式各波段带宽之和的5倍。在无线频率资源日趋紧张的今天，无疑极具吸引力。

显然，作为5G十大关键技术之一的毫米波通信技术在其应用过程中，我们要扬长避短，充分发挥它具备大带宽、全天候和易集成的优势，使其更好的为5G多类型接入应用服务。

最后，还得补充一句我说过的老话：以上只是个人浅见，读者仁者见仁，智者见智，供大家斟酌。

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文章来源: https://www.toutiao.com/group/6720277557633090055/