对，毫米波5G还活着

当定义5G的标准首次发布时，最显著的事实之一是，它将依赖于毫米波频率，这是一个没有无线运营商涉足，或者说只有为数不多的其他运营商愿意冒险的频谱区域。它设想使用的频率在电磁波谱中至少比目前用于4G的频率高一个数量级，可能高达 100 GHz。一旦媒体和其他感兴趣的人消化了这一事实，很明显，这将是一项极其艰巨的任务。

事实上，最近的文章声称，5G的 "毫米波已死"，主要是因为在这些频率下可实现的短距离需要大量的小型基站，据估计，因此导致无线运营商的潜在成本高达650亿美元。

那么，看空者是对的，还是毫米波频率将成为5G的救星？本文试图回答这个问题，但首先有必要了解为什么这成为一个如此有争议的问题。

没有空缺

从无线电的早期开始，联邦政府就根据当时的技术，为AM调幅和FM调频广播、电视广播、公共安全等各种服务分配频率。起初，只有在技术上能够以较低的频率运行，所以这就是分配的开始。随着技术的进步，有可能在更高的频率上运行，因此FCC开始在那里分配服务，并根据它们所需的覆盖范围来安排。这样做的结果是，频谱图密密麻麻，没有放大镜就无法阅读。

当蜂窝技术出现时，从传播的角度来看，最可行的频率是那些从大约600兆赫开始的频率，后来延伸到大约3GHz，也就是运营商今天运营的频率。然而，从4G开始，数据服务的出现使得流媒体视频的运用广泛，需要更多的带宽，无线行业面临一个问题：可用于拍卖给运营商的低频频谱已经很少，一些运营商比其竞争者 "获得 "更多的低频频谱。例如，T-Mobile获得了大量的频谱，而AT&T和Verizon没有，而是依靠他们的毫米波分配库存。从那时起，FCC一直在疯狂地寻找方法，以释放该地区更多的频谱，以及将现有服务 "重新分配 "到其他频率，还有别的各种方法。

现在，5G加剧了这个问题，因为虽然4G的最新迭代使数据速率达到约70Mb/s或略高，但5G承诺的速度超过1Gb/s，这将需要更多的带宽 —— 这种东西在较低的频率下根本无法获得。使用非常高的频率旨在解决这个难题，最初使用24GHz、28GHz的巨大带宽，未来甚至更高，因为在那里运营的服务非常少。缺点是，由于这些波长的传播被限制在几百英尺，而且信号几乎可以被任何东西衰减，因此需要先进的技术来利用它们，其中一些技术在5G标准发布时甚至还没有完全开发。这些因素和其他种种因素为看空派提供了充足的素材，让他们认为无线运营商部署足够的毫米波基础设施在经济上将是灾难性的。因此，他们认为这是不可行的。

然而，正如之前的许多技术一样，毫米波操作所需的技术已经被开发出来，并证明确实有可能提供如此大的覆盖范围，尽管要付出一定的代价。真正需要的是一种新的网络设计，其中 "智能 "中继器、先进的软件和算法、数字波束成形和其他技术使毫米波信号能够渗透到有射频限制的环境中，而不需要大幅增加小蜂窝基站的数量。

也就是说，将使用覆盖范围更大的 "智能 "网络中继器，而不是像Johnny Appleseed（美国西进运动中的一名传奇人物，在苹果的种植和传播过程中起到了很重要的作用）那样到处放置小单元，几乎可以覆盖室内或室外的任何地方，并有可能将资本支出和总拥有成本降低50%左右。他们之所以能做到这一点，是因为4G和前几代手机主要通过增加基站来扩大容量和覆盖范围，而基于中继器的方法更有效地使用较少的小单元，甚至将信号传递到射频能量受限的地方。

这些中继器足够小，几乎可以放置在任何地方，从灯杆到办公楼的天花板，以及整个体育场和其他大型场所。毫不奇怪，这将需要一系列技术，包括定制的芯片组、网状网络、具有数百个元素的大规模MIMO天线，以及能够对流量模式的变化和不同的传播条件做出即时反应的算法。

因此，即使在毫米波技术部署的这个相对早期的阶段，已经有一个解决方案可以在这些频率上实现操作。在未来，很可能会有其他方法被引入，使用这种模式或类似的方法，使毫米波5G操作可行，同时也产生所需的覆盖量，并将成本降低到可接受的水平。

尽管如此，毫米波技术在5G中将继续发挥重要作用还有一个更基本的原因：根本没有其他方法来实现第五代正式称为蜂窝的技术所要提供的东西。即使有较低频率的频谱，每秒千兆位数据速率所需的带宽也会立即消耗掉。更重要的是，在这些频率下可以构建的天线阵列相对较小，并且可以通过相位组合的天线元件在非常窄的波束宽度上提供大量的增益，以便根据需要将信号引导到非常具体的区域。

同样重要的是要记住，接收器、放大器、天线和其他技术的发展速度与提供5G性能的要求一致是非常新的。目前已经有数百篇研究论文提出了先进的技术。其他许多人将会跟进。

因此，不管在这些波长下运行所面临的挑战有多大（这些挑战确实是巨大的），该行业远远没有认输，不仅仅是因为他们已经花费了大量的沉没资金。这是因为5G必须成功，而毫米波频率提供了唯一现实的解决方案。

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