高通實現增程毫米波5G NR數據呼叫，毫米波和SUB-6哪個才是真5G?
在2019年1月份，華為創始人任正非在深圳華為總部接受媒體羣訪，回答了與華為相關的一些熱點話題，其中，就涉及到一些5G的問題。
在談到5G時，任正非在採訪中表示，5G接下來估計還要進入毫米波，毫米波就是隻要你多加一倍的錢，帶寬可以加一百倍，就是一秒鐘你可以下載幾十部高清視頻，這個我們已經在實驗室裏面都能完全做出來。5G現在暫時還沒有充分發揮出用處，太快了。
工程院院士鄔賀銓也表示，在頻率問題上，我們現在是工作在6GHz(千兆赫茲)以下的頻段，這個頻段與毫米波頻段相比建網相對更快一些，但能得到的最高峯值帶寬不如毫米波頻段，所以未來中國5G還要採用毫米波頻段。
一般來説，毫米波在室外視距(LOS)傳播已經可以達到1-2公里，非視距的話，整體覆蓋在100-200米之間，但在近日，高通、Casa Systems和愛立信實現了全球首次增程毫米波5G NR數據呼叫，將覆蓋距離增加至3.8千米。
此次增程數據呼叫於2020年6月20日在澳大利亞維多利亞大區完成，實現了迄今距離最遠(3.8千米)的連接，展現毫米波技術的強大遠程傳輸能力，及其對固定無線接入(FWA)的完美支持。
這一突破性的里程碑將支持增強型固定寬帶服務，併為利用5G網絡基礎設施實現城市、城郊與農村環境的廣泛覆蓋帶來更多機遇。
這樣一説來，咱們中國的毫米波5G反而落後了呀，不是説我們中國5G領先全球嗎?
毫米波和Sub-6G之爭
其實5G的頻率範圍有兩個，分別是毫米波和Sub-6G，它們都是3GPP規定的5G標準，都是真5G，不過它們各有自己的優勢劣勢，而全球主要被部署、研發的5G頻段是Sub-6G，只有美國、日本、韓國這些國家在研發和試用毫米波部署5G。
Sub-6G的頻率低，所以傳播得更遠，建設5G基站的成本更低，站與站的距離也可以隔得遠一些。
根據谷歌對於相同範圍內、相同基站數量的5G覆蓋測試顯示，採用毫米波部署的5G網絡，100Mbps速率的可以覆蓋11.6%的人口，在1Gbps的速率下可以覆蓋3.9%的人口;而採用Sub-6G頻段的5G網絡，100Mbps速率的網絡可以覆蓋57.4%的人口，在1Gbps的速率下可以覆蓋21.2%的人口。
此前網絡上有一種説法，説美國之所以用毫米波而不用Sub-6G，是因為美國政府尤其是軍方將大量3-4GHz範圍內的頻段用於軍用通信和國防通訊，使得運營商很難拍賣得Sub-6G牌照，甚至運營商難以共享政府的這一部分頻譜資源。
不可否認美國採取毫米波確實可能部分出於這個原因，但是毫米波在5G方面確實存在有自己的優勢。
隨着30年的發展，30Ghz之內的頻譜資源幾乎已經消耗殆盡，LTE以及廣播電視網絡以及被運營商以及各個機構瓜分，要想從中開墾良田供給5G的難度會非常高。現如今幾乎全球的運營商正在面臨頻譜資源短缺的問題，LTE與5G的衝突已經愈發明顯，因此此時未經開墾的毫米波就成了移動通信行業的“新大陸”，它仍有廣闊的空間留給運營商。
通信制式最基本的原理香農定理給出了信道信息傳送速率的上限(比特每秒)和信道信噪比及帶寬的關係。其用公式可表示為:
其中:C是信道支持的最大速度或者叫信道容量;B是信道的帶寬;S是平均信號功率;N是平均噪聲功率;S/N即信噪比。
由於信道信噪比有個極限值就是白噪聲，所以要獲得更快的信道速率，就只能不停地增加信道帶寬。
而毫米波信號帶寬更大，毫米波在傳輸信號時速度就會更快。
在帶寬和速度方面，6GHz頻段以下的LTE最大可用帶寬僅為100MHz，這意味着數據速率至高只能滿足1Gbps的下行。但毫米波頻段移動應用最大帶寬達到了400MHz，傳輸速率能夠達到10Gbps甚至更多。
在接收效果方面，雖然毫米波傳播距離差了點，但是接收設備機身內部的接收天線可以做的更小，因為天線長度與波長是成正比的，我們手機的通信頻率越來越高，波長越來越短，天線也就跟着變短了，天線變短之後，天線數量也可以容納更多，獲得更好的接受效果，運營商也可以建設大量微基站，並利用Massive MIMO(多天線技術)，建設5G天線陣列，增加信號強度。
毫米波的短傳輸距離一直被人詬病，由於傳輸距離短而導致要建設的大量基站需要花費大量成本，但高通認為毫米波技術本身的高覆蓋會幫助運營商進一步降低成本。
這是由於毫米波基站本身可以與LTE基站同時部署。早在2017年，高通就已經通過仿真實現證明了毫米波在現代化城市環境中大規模覆蓋的可行性，在舊金山10平方公里的密集環境裏高通藉助LTE基站的覆蓋，實現了65%下行鏈接的覆蓋，最高覆蓋率甚至達到了80%。這意味着在實際表現中，運營商只需要稍加改造，就可以利用現有資源實現毫米波覆蓋。從LTE轉為毫米波，由於28GHz的高頻段提供了更多的帶寬使用，因此它也為6GHz以下的LTE網絡節省了大量的頻譜資源，從而使得智能手機以及其他設備在室內環境將會獲得更好的網絡狀況。
Sub-6G和毫米波的發展
雖然中國的5G主要是Sub-6G頻率範圍，但是這並不意味這我國就沒有打算發展毫米波5G。就在今年6月份，中國工程院院士劉韻潔表示，南京網絡通訊與安全紫金山實驗室已研製出CMOS毫米波全集成4通道相控陣芯片，並完成了芯片封裝和測試，每通道成本由1000元降至20元。同時實驗室封裝集成1024通道天線單元的毫米波大規模有源天線陣列，力爭2022年芯片與天線陣列能規模商用於5G系統。
今年3月24日，工信部也發佈《工業和信息化部關於推動5G加快發展的通知》。通知指出適時發佈部分5G毫米波頻段頻率使用規劃，結合國家頻率規劃進度安排，組織開展毫米波設備和性能測試，為5G毫米波技術商用做好儲備。在政策推動下我國5G毫米波產業開始提速發展。
無可否認，在Sub-6G頻率範圍方面，美國已經落後了，但美國也已經在積極清理SUB-6G頻段，時間大約需要三到五年，向複雜的多頻段收發器添加新頻段也大約需要兩年時間。而近日也有消息表示，美國不再堅持自己的毫米波技術了，而是讓軍方讓出一段釐米波的頻率來拍賣給運營商，供運營商來建設5G，一共是兩段，分別是3.45GHz~3.55GHz和3.7GHz~4.2GHz頻段。
相比於中國的5G，美國的毫米波5G進展緩慢，運營商的建設進度，5G用户數，5G手機銷量，5G芯片都落後於中國，現在才來發展Sub-6G頻率範圍的5G顯然已經慢了，但美國卻不能不發展，用聯邦通信委員會主席Ajit Pai的説法，“這是確保美國在5G領域的領導地位的關鍵里程碑。”
其實無論是毫米波還是Sub-6G，兩個都是3GPP認定的5G，沒有孰好孰壞，中國有Sub-6G的5G，也在研發毫米波的5G，美國在研發毫米波的5G，也在迎頭趕上Sub-6G的5G，等到5G真正商用的時候，相信這個爭端也會變得不足輕重。
編譯/前瞻經濟學人APP資訊組
參考資料: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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http://finance.sina.com.cn/stock/relnews/cn/2020-06-17/doc-iircuyvi8999365.shtml