高通实现增程毫米波5G NR数据呼叫，毫米波和SUB-6哪个才是真5G？

在2019年1月份，华为创始人任正非在深圳华为总部接受媒体群访，回答了与华为相关的一些热点话题，其中，就涉及到一些5G的问题。

在谈到5G时，任正非在采访中表示，5G接下来估计还要进入毫米波，毫米波就是只要你多加一倍的钱，带宽可以加一百倍，就是一秒钟你可以下载几十部高清视频，这个我们已经在实验室里面都能完全做出来。5G现在暂时还没有充分发挥出用处，太快了。

工程院院士邬贺铨也表示，在频率问题上，我们现在是工作在6GHz(千兆赫兹)以下的频段，这个频段与毫米波频段相比建网相对更快一些，但能得到的最高峰值带宽不如毫米波频段，所以未来中国5G还要采用毫米波频段。

一般来说，毫米波在室外视距(LOS)传播已经可以达到1-2公里，非视距的话，整体覆盖在100-200米之间，但在近日，高通、Casa Systems和爱立信实现了全球首次增程毫米波5G NR数据呼叫，将覆盖距离增加至3.8千米。

此次增程数据呼叫于2020年6月20日在澳大利亚维多利亚大区完成，实现了迄今距离最远(3.8千米)的连接，展现毫米波技术的强大远程传输能力，及其对固定无线接入(FWA)的完美支持。

这一突破性的里程碑将支持增强型固定宽带服务，并为利用5G网络基础设施实现城市、城郊与农村环境的广泛覆盖带来更多机遇。

这样一说来，咱们中国的毫米波5G反而落后了呀，不是说我们中国5G领先全球吗?

毫米波和Sub-6G之争

其实5G的频率范围有两个，分别是毫米波和Sub-6G，它们都是3GPP规定的5G标准，都是真5G，不过它们各有自己的优势劣势，而全球主要被部署、研发的5G频段是Sub-6G，只有美国、日本、韩国这些国家在研发和试用毫米波部署5G。

Sub-6G的频率低，所以传播得更远，建设5G基站的成本更低，站与站的距离也可以隔得远一些。

根据谷歌对于相同范围内、相同基站数量的5G覆盖测试显示，采用毫米波部署的5G网络，100Mbps速率的可以覆盖11.6%的人口，在1Gbps的速率下可以覆盖3.9%的人口;而采用Sub-6G频段的5G网络，100Mbps速率的网络可以覆盖57.4%的人口，在1Gbps的速率下可以覆盖21.2%的人口。

此前网络上有一种说法，说美国之所以用毫米波而不用Sub-6G，是因为美国政府尤其是军方将大量3-4GHz范围内的频段用于军用通信和国防通讯，使得运营商很难拍卖得Sub-6G牌照，甚至运营商难以共享政府的这一部分频谱资源。

不可否认美国采取毫米波确实可能部分出于这个原因，但是毫米波在5G方面确实存在有自己的优势。

随着30年的发展，30Ghz之内的频谱资源几乎已经消耗殆尽，LTE以及广播电视网络以及被运营商以及各个机构瓜分，要想从中开垦良田供给5G的难度会非常高。现如今几乎全球的运营商正在面临频谱资源短缺的问题，LTE与5G的冲突已经愈发明显，因此此时未经开垦的毫米波就成了移动通信行业的“新大陆”，它仍有广阔的空间留给运营商。

通信制式最基本的原理香农定理给出了信道信息传送速率的上限(比特每秒)和信道信噪比及带宽的关系。其用公式可表示为：

其中：C是信道支持的最大速度或者叫信道容量;B是信道的带宽;S是平均信号功率;N是平均噪声功率;S/N即信噪比。

由于信道信噪比有个极限值就是白噪声，所以要获得更快的信道速率，就只能不停地增加信道带宽。

而毫米波信号带宽更大，毫米波在传输信号时速度就会更快。

在带宽和速度方面，6GHz频段以下的LTE最大可用带宽仅为100MHz，这意味着数据速率至高只能满足1Gbps的下行。但毫米波频段移动应用最大带宽达到了400MHz，传输速率能够达到10Gbps甚至更多。

在接收效果方面，虽然毫米波传播距离差了点，但是接收设备机身内部的接收天线可以做的更小，因为天线长度与波长是成正比的，我们手机的通信频率越来越高，波长越来越短，天线也就跟着变短了，天线变短之后，天线数量也可以容纳更多，获得更好的接受效果，运营商也可以建设大量微基站，并利用Massive MIMO(多天线技术)，建设5G天线阵列，增加信号强度。

毫米波的短传输距离一直被人诟病，由于传输距离短而导致要建设的大量基站需要花费大量成本，但高通认为毫米波技术本身的高覆盖会帮助运营商进一步降低成本。

这是由于毫米波基站本身可以与LTE基站同时部署。早在2017年，高通就已经通过仿真实现证明了毫米波在现代化城市环境中大规模覆盖的可行性，在旧金山10平方公里的密集环境里高通借助LTE基站的覆盖，实现了65%下行链接的覆盖，最高覆盖率甚至达到了80%。这意味着在实际表现中，运营商只需要稍加改造，就可以利用现有资源实现毫米波覆盖。从LTE转为毫米波，由于28GHz的高频段提供了更多的带宽使用，因此它也为6GHz以下的LTE网络节省了大量的频谱资源，从而使得智能手机以及其他设备在室内环境将会获得更好的网络状况。

Sub-6G和毫米波的发展

虽然中国的5G主要是Sub-6G频率范围，但是这并不意味这我国就没有打算发展毫米波5G。就在今年6月份，中国工程院院士刘韵洁表示，南京网络通讯与安全紫金山实验室已研制出CMOS毫米波全集成4通道相控阵芯片，并完成了芯片封装和测试，每通道成本由1000元降至20元。同时实验室封装集成1024通道天线单元的毫米波大规模有源天线阵列，力争2022年芯片与天线阵列能规模商用于5G系统。

今年3月24日，工信部也发布《工业和信息化部关于推动5G加快发展的通知》。通知指出适时发布部分5G毫米波频段频率使用规划，结合国家频率规划进度安排，组织开展毫米波设备和性能测试，为5G毫米波技术商用做好储备。在政策推动下我国5G毫米波产业开始提速发展。

无可否认，在Sub-6G频率范围方面，美国已经落后了，但美国也已经在积极清理SUB-6G频段，时间大约需要三到五年，向复杂的多频段收发器添加新频段也大约需要两年时间。而近日也有消息表示，美国不再坚持自己的毫米波技术了，而是让军方让出一段厘米波的频率来拍卖给运营商，供运营商来建设5G，一共是两段，分别是3.45GHz~3.55GHz和3.7GHz~4.2GHz频段。

相比于中国的5G，美国的毫米波5G进展缓慢，运营商的建设进度，5G用户数，5G手机销量，5G芯片都落后于中国，现在才来发展Sub-6G频率范围的5G显然已经慢了，但美国却不能不发展，用联邦通信委员会主席Ajit Pai的说法，“这是确保美国在5G领域的领导地位的关键里程碑。”

其实无论是毫米波还是Sub-6G，两个都是3GPP认定的5G，没有孰好孰坏，中国有Sub-6G的5G，也在研发毫米波的5G，美国在研发毫米波的5G，也在迎头赶上Sub-6G的5G，等到5G真正商用的时候，相信这个争端也会变得不足轻重。

编译/前瞻经济学人APP资讯组

参考资料：https://www.sohu.com/a/403816279_100293331?_trans_=000018_mpcgame

https://www.sohu.com/a/289927464_120077045

https://tech.sina.com.cn/5g/2020-09-01/doc-iivhvpwy4209048.shtml

http://www.openpcba.com/web/contents/get?id=5799

https://baijiahao.baidu.com/s?id=1676057984500411950&wfr=spider&for=pc

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