根據(jù)國外媒體報道，澳大利亞運(yùn)營商Optus日前宣布，已經(jīng)與華為合作完成了5G網(wǎng)絡(luò)測試。單用戶下行速率超過35Gbps 。這次測試的主要目的是探索毫米波頻率（高于30GHz）的頻譜效率，也被認(rèn)作是實(shí)現(xiàn)5G網(wǎng)絡(luò)潛力的關(guān)鍵 。此次測試也是Optus母公司Singtel和華為之間的5G協(xié)作備忘錄的一部分，并利用了諸如毫米波和極化編碼等技術(shù)。
在毫米波頻段中，28GHz頻段和60GHz頻段是最有希望使用在5G的兩個頻段。28GHz頻段的可用頻譜帶寬可達(dá)1GHz，而60GHz頻段每個信道的可用信號帶寬則到了2GHz（整個9GHz的可用頻譜分成了四個信道）。
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。5G時代，我們可以使用毫米波頻段輕輕松松用手機(jī)5G在線看藍(lán)光品質(zhì)的電影，只要你不怕流量用完！
5G標(biāo)志性能力指標(biāo)為“Gbps用戶體驗(yàn)速率”，一組關(guān)鍵技術(shù)包括大規(guī)模天線陣列、超密集組網(wǎng)、新型多址、全頻譜接入和新型網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。
大規(guī)模天線陣列是提升系統(tǒng)頻譜效率的最重要技術(shù)手段之一，對滿足5G系統(tǒng)容量和速率需求將起到重要的支撐作用；超密集組網(wǎng)通過增加基站部署密度，可實(shí)現(xiàn)百倍量級的容量提升，是滿足5G千倍容量增長需求的最主要手段之一；新型多址技術(shù)通過發(fā)送信號的疊加傳輸來提升系統(tǒng)的接入能力，可有效支撐5G網(wǎng)絡(luò)千億設(shè)備連接需求；全頻譜接入技術(shù)通過有效利用各類頻譜資源，可有效緩解5G網(wǎng)絡(luò)對頻譜資源的巨大需求；新型網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)基于SDN、NFV和云計算等先進(jìn)技術(shù)可實(shí)現(xiàn)以用戶為中心的更靈活、智能、高效和開放的5G新型網(wǎng)絡(luò)。
5G和4G最明顯的區(qū)別是，前者不僅支持6GHz以下低頻段，還能延伸到26.5～300GHz的毫米波頻段。這一變化的意義是顯而易見的，4G之前，帶寬資源極其稀缺，增加頻譜利用率幾乎是提高傳輸速度的唯一選擇，而5G利用毫米波則解決了帶寬資源有限的后顧之憂。
毫米波這個頻段，我們再談?wù)摰木筒皇菐资缀掌澋膸挘鼘菐装僬?、甚至千兆級的帶寬?/p>
各個頻段可用頻譜帶寬比較
毫米波頻段的另一個特性是在空氣中衰減較大，且繞射能力較弱。手機(jī)使用的毫米波信號衰減確實(shí)比較大，但是同樣地其他終端發(fā)射出的毫米波信號（對你而言是干擾信號）的衰減也很大，所以毫米波系統(tǒng)在設(shè)計的時候不用特別考慮如何處理干擾信號，只要不同的終端之間不要靠得太近就可以。
選擇60GHz更是把這一點(diǎn)利用到了極致，因?yàn)?0GHz正好是氧氣的共振頻率，因此60GHz的電磁波信號在空氣中衰減非?？欤瑥亩梢酝耆苊獠煌K端之間的干擾。
當(dāng)然，毫米波在空氣中衰減非常大這一特點(diǎn)也注定了毫米波技術(shù)不太適合使用在室外手機(jī)終端和基站距離很遠(yuǎn)的場合。各大廠商對5G頻段使用的規(guī)劃是在戶外開闊地帶使用較傳統(tǒng)的6GHz以下頻段以保證信號覆蓋率，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。
毫米波相比于傳統(tǒng)6GHz以下頻段還有一個特點(diǎn)就是天線的物理尺寸可以比較小。這是因?yàn)樘炀€的物理尺寸正比于波段的波長，而毫米波波段的波長遠(yuǎn)小于傳統(tǒng)6GHz以下頻段，相應(yīng)的天線尺寸也比較小。
因此我們可以方便地在移動設(shè)備上配備毫米波的天線陣列，從而實(shí)現(xiàn)各種MIMO（MulTIple-Input MulTIple-Output，指在發(fā)射端和接收端分別使用多個發(fā)射天線和接收天線，使信號通過發(fā)射端與接收端的多個天線傳送和接收，從而改善通信質(zhì)量）技術(shù)，包括波束成型。
毫米波收發(fā)機(jī)芯片如何實(shí)現(xiàn)
商用的毫米波收發(fā)機(jī)芯片會使用CMOS工藝，這一方面為了能夠和數(shù)字模塊集成，另一方面為了節(jié)省成本。毫米波收發(fā)機(jī)芯片的結(jié)構(gòu)和傳統(tǒng)頻段收發(fā)機(jī)很相似，但是毫米波收發(fā)機(jī)有著獨(dú)特的設(shè)計挑戰(zhàn)。
其一是如何控制功耗。毫米波收發(fā)機(jī)要求CMOS器件能工作在毫米波頻段，所以要求CMOS器件對信號的靈敏度很高。
另一個毫米波芯片必須考慮的問題是傳輸線效應(yīng)。
我們可以把電路中的導(dǎo)線類比成繩子，而把電路中的信號源類比為對繩施力的人。當(dāng)信號變化的頻率很慢的時候，就近似地等于靜力分析，此時導(dǎo)線上每一點(diǎn)的信號都近似地等于信號源的信號。當(dāng)信號變化很快時，由于信號的波長接近或小于導(dǎo)線的長度，我們必須仔細(xì)考慮導(dǎo)線上每一點(diǎn)的情況，而且導(dǎo)線的性質(zhì)（特征阻抗）會極大地影響信號的傳播。
這種效應(yīng)在電磁學(xué)中被稱為“傳輸線效應(yīng)”，在設(shè)計毫米波芯片時必須仔細(xì)考慮傳輸線效應(yīng)才能確保芯片正常工作。
不過，盡管設(shè)計充滿挑戰(zhàn)，毫米波芯片大規(guī)模商用化目前已現(xiàn)曙光。Broadcom已經(jīng)推出了60GHz的收發(fā)機(jī)芯片（BCM20138），該產(chǎn)品主要針對60GHz頻段的WiFi標(biāo)準(zhǔn)（802.11.ad），也可以看作是為5G毫米波芯片解決方案投石問路。Qualcomm也于兩年前不甘落后收購了專注于毫米波技術(shù)的Wilocity。同時，三星，華為海思等重量級選手也在加緊研發(fā)毫米波芯片。相信在近期我們就會看到毫米波射頻芯片市場變得熱鬧非凡。
