毫米波距离我们还有多远？

　　正式投入使用并逐步实现大规模商用。时至今日，5G正在从将来时走向进行时和完成时。相较于3G、4G网络来说，5G通信技术的独特之处在于移动通信中对

　　5G网络主要有两种频段，一种是sub－6GHz（厘米波），另一种是毫米波。实际上，我们现在的LTE网络都基于sub－6GHz，而毫米波技术才是实现畅享5G时代的关键。遗憾的是，在移动通信发展的数十年里，由于种种原因，毫米波一直没有真正走入人们的生活。

　　美国虽然早在2019年就商用了5G毫米波，但根据市场调研公司OpenSignal最新测试数据，目前其5G毫米波网络的可用率不到1%。据统计，截至2021年1月，全球仅有8家运营商提供了5G毫米波服务。这些数据表明了全球5G毫米波发展进度之缓慢。

　　毫米波，一般指频率在30GHz到300GHz这段范围内的无线电频谱，跟传统的无线频谱相比，频率要高得多。下图展示了毫米波在光谱中的位置。毫米波概念提出至今已有130余年，时至今日，毫米波虽然获得了较多的基础研究，并在某些领域，如雷达、投影、气象当中获得了广泛的发展，但应用领域依然较为狭窄。

　　原因也很简单，毫米波虽然只有一个缺点——损耗高，但这个缺点太突出了。毫米波传播距离短、穿透损耗高、绕射能力越差、雨雪天气损耗大，这些因素会导致毫米波的衰减和散射，最终造成极大的损耗。如果用低频2.6GHz（分米波）和高频28GHz（毫米波）进行对比，在信号传播路径相同的情况下，经历的衰减如下图所示。同样的发射功率，经历同样的传播路径，最终用户收到28GHz的信号是2.6GHz信号强度的百万分之一！

　　几乎任何东西都可以挡住毫米波信号。电话亭、树木、人体、玻璃，甚至是一阵淅淅沥沥的小雨，只要基站和手机之间有遮挡，网络会立刻回落到4G。实测显示，即使终端处于视距（LoS）环境，毫米波小区的覆盖范围不过100米左右，几乎与Wi-Fi覆盖范围差不多。

　　这个缺点显然是不能被接受的。于是，无线通信大多选择对毫米波避而远之。主流的4G通信和卫星通信大多采用分米波，当前5G采用的sub－6GHz频段则是厘米波，毫米波则几乎是一块还未开垦的处女地。

　　当然，毫米波也有自己的优势。其中最大的优势在于，传统低频微波通信的频段已经十分拥挤，且还要被国防和公共事业分走很多频段，越来越会面临着无频段可用的窘境。而毫米波则拥有着宽阔的、未被占用的频段，是微波通信的“绿水青山”。如果把sub-6GHz 5G网络比喻为在一座老城里扩建一条单车道公路，那么毫米波5G就相当于在一座新城里新修一条四至八车道公路。

　　毫米波的高频率、高带宽带来的是高速度和低延时，毫米波的更高频率意味着可以在更短的时间内传输更多数据。因此，对于固定的数据包大小，高频系统将比低频系统具有更低的延迟。除此以外，毫米波还具备小型化、波束窄、方向性好、传输质量高、保密性好等优势。

　　不过，毫米波损耗高、易被遮挡的缺点却十分棘手。解决方案有两种，一种方法是“提质补量”，主流技术通过Massive MIMO﹢波束赋形的方式来提升覆盖范围或通过加装直放站、反射板等方式扩展毫米波的覆盖范围。在改进技术的同时，大幅增加基站数量，从而缓解毫米波的“先天不足”。这样做有望拓展毫米波的应用领域，但会大幅提升成本，经济上不一定划得来。

　　另一种方法是“扬长避短”，利用毫米波的优势实现错位竞争，同时规避劣势。毫米波可以在高带宽、低延时、小范围的应用场景下大显身手。毫米波的超大容量，自然最适合用在人头攒动的体育场，火车站，或者密集商务区等流量爆点了。另一方面，可以在有低延时需求的垂直行业如工业自动化、远程医疗、自动驾驶、虚拟现实等领域中应用毫米波技术，带来实实在在的产业升级体验。

　　当前，毫米波还主要用于现有通信系统的补充，并在少数特定应用场景下具有明显优势。目前电信运营商对毫米波定位较为清晰，毫米波大概率不会发展为专网，而是应用于公网业务热点及高流量、低时延需求的高价值行业网。

　　当前，毫米波通信还处于较为早期的阶段，且不同国家之间也存在一定的差异。笔者认为，毫米波的发展是一个系统性工程，时势才能造英雄。发展毫米波很重要，但不能只发展毫米波。

　　首先，毫米波还需要持续的技术进步和不断地降本增效。毫米波当前的技术尚不完善，这需要第三代半导体的加持，以及毫米波通信芯片和器件的不断进步。另外，当前毫米波的商用进程还需要解决降本问题，另外，当前毫米波基站还十分昂贵，毫米波5G专网的成本比Wi-Fi和sub-6GHz高得多，没有经济性。

　　其次，毫米波的应用场景要百花齐放。工业自动化、远程医疗、自动驾驶、虚拟现实、人工智能等都是毫米波的优势领域，但当前规模都还不大。另外，毫米波也有望在火车站、商业区、体育馆等区域获得广泛使用，这也仰赖于宏观经济特别是商业和服务业的繁荣。只有下游需求极度丰富，且非毫米波不行，毫米波才有持续发展的动力。

　　注：本文不构成任何投资建议。股市有风险，入市需谨慎。没有买卖就没有伤害。