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5G驱动：“无处不在的连接世界”

毫米波通信的潜力与挑战

毫米波通信拥有9GHz的非授权频谱，这一频谱量极为可观，相比全球所有蜂窝技术分配的频谱（不足780MHz）有巨大优势。它能提供超宽带无线通道，无缝连接有线和无线网络，彻底改变移动通信。

毫米波通信的优势还包括：
- 天线尺寸小（λ/2）且间距小（约λ/2），每平方厘米可容纳数十个天线元件。
- 能在较小区域实现高波束赋形增益，基站和用户设备均可实现。
- 结合智能相控阵天线，可利用空分多址（SDMA）充分挖掘无线信道的空间自由度，提升系统容量。
- 移动台移动时，可自适应调整波束赋形权重，使天线波束始终指向基站。

一些企业和研究团队已取得相关成果，如三星测试的技术能在城市环境中实现1公里范围内2Gbps的数据速率；纽约大学理工学院的Theodore Rappaport教授团队证明，在纽约曼哈顿这样的密集城市环境中，使用两个25dBi天线（基站和用户设备各一个），28GHz的移动通信在200米小区范围内是可行的。

然而，毫米波通信也存在局限性。树叶损耗显著，会限制信号传播；暴雨时，雨滴与毫米波波长相近，会导致散射和信号衰减。因此，可能需要一个运行在传统低于3GHz频段的备份蜂窝系统。

5G的关键问题

1. 回传链路重新设计：在提升无线接入网（RAN）的同时，回传链路也需重新设计，以承载小区内产生的大量用户流量。随着小小区数量增加，该问题愈发重要。可考虑的通信介质包括光纤、微波和毫米波，其中毫米波点对点链路利用阵列天线的尖锐波束，可实现可靠的自回传，且不干扰其他小区或接入链路。