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毫米波存在哪些缺點, 毫米波頻段之爭未結束

2020-08-19
來源:21ic

    毫米波無疑是熱點技術,越來越多的企業投入毫米波應用研究。5G毫米波、毫米波雷達都是毫米波的優勢案例。但是,毫米波在應用過程中同樣存在一些缺點或者尚未解決的事項。下面,將對這些內容予以介紹,一起來看看吧。

    

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    一、毫米波缺點

    雖說毫米波頻段有以上的各種優點,但要將其應用于移動通信系統,也有諸多難點:

    (一)難點 1

    毫米波的傳輸距離實在有限,要用在大規模覆蓋上難度不小,高密度部署的話成本也頗高,這也是目前很多運營商比較頭疼的問題。老師教導我們,無線電波的頻率越高,傳播距離越短。在理想的自由空間傳播條件下,一個70GHz的毫米波傳播10米之后損耗高達89dB;而在非理想的傳播條件下,傳播損耗更是大的多。因此,毫米波系統必須通過提高發射功率、提高天線增益、提高接受靈敏度等各種方法來補償這么大的傳播損耗。現在5G通信系統里引入了Massive MIMO大規模天線陣列技術等,也是為向毫米波頻段搬家修好道路。

    (二)難點 2

    成本高。過去毫米波器件/芯片一直用于軍事領域而無法大規模商用。但最近幾年,通過使用SiGe、GaAs、GaN、InP等材料并結合新的生產工藝,工作于毫米波段的芯片上已經集成了小至幾十甚至幾納米的晶體管,大大降低了成本。為毫米波的商業化應用提供了可能。

    

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    二、頻譜之爭

    當中低頻段(6GHz以下)可用的頻譜資源再難被釋放,毫米波頻段成為支撐和保障5G應用的新希望。國際電信聯盟(ITU)為不久前舉辦的WRC-19大會專設的1.13議題便聚焦于24.25GHz—86GHz頻段范圍內的11個候選頻段,尋找5G新增頻段。

    1.13議題的重要任務還包括在開展兼容性研究的基礎上,修改相關國際規則或制定保護措施,以避免5G業務與已使用這個頻段范圍的衛星通信、地球資源和氣候變化監測及射電天文學等無線電業務發生干擾,求得和諧共存。

    中國代表團5G毫米波議題主要負責人、國家無線電監測中心王坦博士強調,上述兩項任務的結果將對信息通信技術產業產生深遠影響,因此,5G毫米波議題成為WRC-19大會世界各國及國際組織博弈的主戰場。

    

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    26GHz頻段(24.25GHz—27.5GHz)、40GHz頻段(37GHz—43.5GHz)以及66GHz—71GHz頻段全部或部分標識為全球統一的5G頻段,但圍繞這3個頻段的使用條件爭論未休。

    比如,全球5G產業極力爭取的26GHz頻段具有頻點低、帶寬大、設備實現難度相對較小等優點,但該頻段與衛星地球探測業務相鄰,制定全球統一的5G基站帶外無用射頻限值,是降低5G系統干擾可能性的重要技術手段。

    限值越小,技術指標越嚴格,意味著設備器件研發投入、組網成本越高,頻率保護相應也會增加;限值越寬松,越會對鄰頻氣象業務帶來干擾隱患。帶外射頻限值是寬是嚴,不僅關系到產業利益和人類觀測自然之間的權衡,也關系到各國戰略布局。

    而被細分為3個連續頻段的40GHz頻段,分布著各種衛星業務、定位業務、射電天文、空間研究等無線電業務。爭論的焦點在于,是把3個頻段都用于5G,還是只明確其中一段。中國希望空間和地面產業均衡發展,將其中一部分用于5G,認為給衛星產業發展空間與保護其他無線電業務正常運轉同樣重要。

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