來自GSA最新發布的全球5G網絡發展報告顯示，目前全球35個國家的63家運營商已經推出了一項或多項支持3GPP標準的5G服務。5G技術的應用前景波瀾壯闊，關于5G方案優劣的話題始終不絕。

根據3GPP的協議規定，5G NR主要使用兩段頻率：FR1頻段和FR2頻段。其中，FR1頻段的頻率范圍是450MHz-6GHz，又稱Sub-6GHz頻段；FR2頻段的頻率范圍是24.25GHz-52.6GHz，即毫米波。有論調指出，美國之所以在5G競賽中裹足難行，就是毫米波惹得禍，中國一定要深耕中低頻，但也有觀點認為，在頻譜資源緊張的地區，毫米波是支撐和保障5G應用長期發展的“新大陸”。

認識毫米波

在討論孰是孰非之前，不妨讓我們先來認識什么是毫米波？毫米波從本質而言，是指波長在1到10毫米之間、頻率范圍是30GHz至300GHz的電磁波。

不同于早已被業界熟知的Sub-6GHz頻段，毫米波長期都是移動通信領域未經開墾的蠻荒之地，但隨著挖掘的深入，毫米波擁有的“寶藏”并不少。一是頻譜資源豐富，載波帶寬可達400MHz/800MHz，無線傳輸速率可達10Gbps以上；二是毫米波波束窄，方向性好，有極高的空間分辨能力；三是毫米波元器件的尺寸小，相對于Sub-6GHz設備，更易小型化；四是子載波間隔較大，單SLOT周期（120KHz）是低頻Sub-6GHz（30KHz）的1/4，空口時延降低。

相較毫米波的優勢，限制其應用的難點或許更加突出。其一，傳播受限，毫米波的頻率較高，自由空間損耗大，且極易因受物體阻擋，影響接受端信號質量；其二，賦形技術，現有毫米波系統采用混合波束賦形的方式，但頻率效率和性能較低；其三，波束管理，在快速移動以及被遮擋時的波束管理算法需要優化；其四，mMIMO技術，受限于成本和生產工藝，現有毫米波基站只能做到4T4R設備，無法容納更多用戶；其五，芯片和終端，芯片和終端的進度落后于設備。

毫米波在中國的潛在優勢

當今世界，中國已成為5G技術的領導者之一，并于2019 年第一批宣布展開5G商業部署。在不斷探索5G商用落地的過程中，中國充分認識到不同頻譜頻段組合的重要性。只有對低、中、高頻段進行多樣化的組合，才能將頻譜用于提供最大價值的服務或應用，進而使得相關產業朝著5G網絡的最佳性能和規模經濟影響最大化不斷邁進。

在2019年世界無線電通信大會（WRC-19）期間，中國代表團積極爭取我國立場，通過數場專題會議的交流、討論和磋商，成功使得我國主推的24.75-27.5GHz，以及部分40GHz毫米波頻段獲得全球采納。相關協議的達成，將有效推動毫米波的標準化，為支持設備生態系統的發展鋪平道路。

在工業和信息化部印發的《“5G+工業互聯網”512工程推進方案》中，進一步明確“5G+工業互聯網”發展目標，到2022年，我國將突破一批面向工業互聯網特定需求的5G關鍵技術，打造一批“5G+工業互聯網”內網建設改造標桿、樣板工程，形成至少20大典型工業應用場景。依據毫米波的諸多特性，該技術有潛力為關鍵行業垂直領域中的工業應用賦能，從而幫助制造業降本、提質、增效。

近日，GSMA與TMG發布聯合報告稱，預計到2034年，在中國使用毫米波頻段所帶來的經濟受益將產生約1040億美元的效應。考慮到毫米波對中國GDP的預期貢獻，垂直行業領域中的制造業和水電等公用事業是目前可見貢獻最大的行業，占貢獻總數的62%；專業服務和金融服務排名第二，占12%；信息通信和貿易位居第三，占10%。

毫米波的工業應用

低、中、高頻段頻譜將各自在5G網絡中發揮關鍵作用。中低頻段頻譜（6GHz以下）具有廣泛的覆蓋能力，但是其中已有很多的頻譜用戶，無法提供較大且連續的帶寬。高頻段（如毫米波）具有較小的覆蓋區域，但其中現有其他頻譜用戶比較少，可以提供更多連續的帶寬和相應額外的容量，能在特定區域發揮全部潛力。

毫米波可以大大提高5G網絡的容量和時延能力。基于毫米波頻譜里更大的帶寬，工業自動化的廣泛實施將受益于額外的容量，特別是要求高度精確的流程。毫米波在工業中的應用主要包括四類：

第一，遠程控制系統。通過實施遠程對象監控和操縱，以提高效率并改善智能工廠的安全性，通過遠程操作工廠設備，可以使涉及揮發性化學物質或溫度敏感材料的工業流程更安全。

第二，工業機器人。通過工業機器人技術，智能工廠中的每臺機械幾乎都能立即響應請求和指令，從而在生產中快速做出響應，以滿足需求的實時變化。

第三，遠程控制和質量控制。實時數據收集和分析，諸如高速成像以及虛擬和增強現實應用之類的數據密集型流程，以提高產量并提供在職培訓。

第四，自主工廠運輸。工廠環境中的無人駕駛汽車可以與中央控制或監控中心以及工廠內的其他機器、設備、對象，以及其他更廣泛的基礎設施進行通信。

小結

5G的發展目標是做強移動互聯網、做大移動物聯網，通過實現增強移動寬帶、海量機器類型通信與超高可靠低時延這三大應用場景，讓我們的社會從萬物互聯向萬物智聯飛躍。

為達到上述目標，就要在5G網絡建設的不同發展階段，選擇更加合適的技術路線，做到“量體裁衣”，并確保運營商擁有足夠的大帶寬的頻譜，能夠提供高速、大容量和低時延的5G能力。故而，毫米波與中低頻的關系既不會是東風壓倒西風，也無需分出個高下優劣，各取所長，共存互補才是最好的狀態。

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