随着5G NR（New Radio）的发展，毫米波与厘米波更多的出现在的大众的视野里，以往我们听说的可能都是各种波段在雷达上面的应用，本文我们将了解一下毫米波和厘米波在5G上的应用，行文思路：
- 电磁波基础
- 无线频谱的时使用和分配
- 毫米波与厘米波的优缺点
- 当前5G发展对毫米波和厘米波的应用
电磁波基础
我们先丢出些大家常听说的词汇：X射线、紫外线辐射、红外遥控器、可见光、光波、光速、微波通信、无线电波、米波雷达看到F-22，是不是有些混乱？现在我们要回忆下高中物理的基础知识，来梳理下他们之间的关系，这些都属于电磁波的范畴，只是根据频率和波长等来让我们更容易形象的理解
我们先说下光速，我们记忆最深刻的就是光速是一个常量（真空中c≈3×108m/s）宇宙间现行的最快速度，光波本身就是一种电磁波，电磁波理论上在真空中的速度同样是我们常说的光速，c=λf 是不是很熟悉，这是电磁波速度 和 波长 λ（m）与 频率 f（Hz）的关系，为了可以更好的理解有时候我们会以波长来介绍一些技术（类似毫米波、厘米波，微波，长波），有时候会以频率来介绍一些技术（类似你家的WI-FI工作在那个频段，比如802.11 ac（Wi-Fi 5的2.4GHz和5GHz），下面是一个基本的**电磁波谱，**方便更具体形象的了解电磁波的简单划分：
（来源网络）
电磁波是一种物质，具有一般物质的主要属性，如质量，动量，能量等，理论上凡是高于绝对零度的物体都会释放电磁波，且温度越高波长越短，电磁波是运动形态下的电磁场，电磁场由变化的电场和变化的磁场构成，电场强度E（或电位移D）及磁通密度B（或磁场强度H）表示其特性如下：
那么电磁波是如何传递信息的呢？简单的理解，可以通过波的频率（调频FM）来传递信息比如密集波为1、稀疏波为0，或者通过波的振幅（调幅AM）来传递信息比如振幅大为1，振幅小为0，这些都属于调制与解调技术，当然现实应用的调制解调技术要复杂的多，比如幅移键控(ASK)、频移键控(FSK)、相移键控(PSK)，还有正交幅度调制（QAM）等，这里只是为了补充下基础，不做过多赘述，有兴趣可以去查更详细的介绍
无线频谱的时使用和分配
电磁波是按照频段传播，为了避免干扰就要保证在同一地区、同一时段不同工作站不能以相同的频率或相近的频率来利用电磁波，现行可利用的电磁频率是有限的，并且本身没有空间性限制，全球可传播，所以需要国际的协议来协调频率的使用，并且不同国家也有自己的频谱管理机构来负责电磁频率的分配和管理工作
在全球范围，负责频率分配工作的是国际电信联盟（ITU），下设的国际无线电咨询委员会（CCIR）负责研究相关技术问题并提出建议，国际频率登记局（IFRB）负责国际上使用频率的等级管理工作，在国内则是由工业信息化部下属的无线电管理局负责
毫米波与厘米波的优缺点
毫米波mmWare 频段没有太精确的定义，一般将30~300GHz频域（波长1-10mm）的电磁 波称毫米波（国外更多资料毫米波从24GHz开始），厘米波通常是这3~30GHz频域（波长1-10cm）的电磁波，常用在导航雷达、武器控制雷达、机载气象雷达等领域，惯用的波长是10cm（S波段）、5cm（C波段）和3cm（X波段），频段越高，能携带的信息越大速度也越快，毫米波具有极宽的带宽（排除大气吸收可用的带宽可达130GHz左右）、波束窄、受气候的影响小（可认为全天候可工作）、元器件更容易小型化，但大气衰减严重、元器件加工要求高，厘米波相比毫米波传输距离要远，受天气影响比毫米波要小，在部署成本上相交毫米波要低很多
当前5G发展对毫米波和厘米波的应用
我们先看下当前频谱的大致使用情况：
（源：Ericsson）
当前全球采用两种不同的频段部署5G网络，分别是30~300Ghz频段的毫米波mmWave和频段在3~4GHz的被称为Sub-6(6GHz以下)的厘米波，Sub-6得到快速发展主要是因为成本较低、低频频段较富裕（已被占用少）、覆盖范围广、稳定性高，而mmWare成本相对较高但（高频意味着要部署更密集的接入站，和更精密的元器件成本），Sub-6和mmWave同样都能支持5G NR对 massive MIMO的要求，高带宽意味着更多的通道和数据传数量，所以mmWave有着潜在的速率提高（同样需要考虑部署方式的妥协），随着技术的发展mmWare不会仅仅应用在RAN上面，3GPP的一个Transport Project的Group已经开始研究其类似WTTx和small cell回传的应用，需要了解更多内容可以参考业内组织的当前工作和关注5G芯片厂商的发展
目前国内5G主要以Sub-6为主，所以5G大部分手机都是使用支持Sub-6的芯片，三大运营商分配到的频段如下：
中国移动：N41（2515MHz-2675MHz）和N79（4800MHz-4900MHz）
中国电信：N78（3400MHz-3500MHz）
中国联通：N78（3500MHz-3600MHz）
美国5G情况，
Sub-6：
Verizon: “5G low-band network”
AT&T: “AT&T’s 5G network”
T-Mobile USA: “T-Mobile Nationwide 5G” or “T-Mobile’s 600MHz spectrum”
Sprint: “Sprint’s True Mobile 5G”
mmWave：
Verizon: “Ultra Wideband (MMW)” “mmWave” “UWB”
AT&T: “AT&T’s 5G+ network”
T-Mobile USA: “millimeter wave (mmWave) high-band spectrum”
Sprint: N/A
短时间内Sub-6貌似赢得（产业发展阶段综合考虑）了5G部署（达到5G需求）的优势，但随着技术的发展mmWave会有更多机会覆盖到更大的范围
原文：科技云瞰