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毫米波技术的发展有哪些挑战
山中老虎
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5G标准对射频影响较大，需要一系列新的技术来支持，例如支持相控天线的毫米波技术。毫米波技术最早应用在航空军工领域，如今汽车雷达、60GHz Wi-Fi都已经采用，将来5G也必然会采用。运营商、设备厂商和芯片厂商正在齐心协力地推动第五代移动通信标准（即5G）的制定。5G是现在4G（也称为长期演进项目，Long term evolution，即LTE）移动通信标准的下一代，5G数据传输速率可超过10Gbps，是现在LTE标准的100倍。5G 技术能否成为现实，现在还是一个疑问。不过，5G市场已经开始升温。Anokiwave、博通、英特尔、Qorvo、高通、三星以及其他不断涌现出来的厂商，正在开发5G 芯片。完成5G网络部署还面临诸多挑战，举个例子，虽然设备商和芯片厂商已经在开发5G产品，但5G标准还没有确定。现在的LTE网络工作频率从700MHz横跨至3.5GHz，5G网络则不仅要兼容LTE网络，还须支持公用免费（unlicensed，设备厂商不需要购买许可费用）或毫米波频段（注：目前毫米波波段基本免费，但免费波段不等于毫米波波段）。严格意义的毫米波频率为30GHz至300GHz，对应波长分别为10mm到1mm，毫米波通信将极大提高无线数据传输的速率。早期的5G新工作频率会是28GHz（美国）与39GHz（欧洲），后面将引入其他频率，例如60GHz（注，通信行业不太看好 60GHz，因为60GHz信号传播的大气衰减比较严重）、71GHz至86GHz，甚至可能用到300GHz。要支持毫米波通信，移动系统和基站必须配备更新更快的应用处理器、基带以及射频器件。事实上，5G标准对射频影响较大，需要一系列新的射频芯片技术来支持，例如支持相控天线的毫米波技术。毫米波技术最早应用在航空军工领域，如今汽车雷达、60GHz Wi-Fi都已经采用，将来5G也必然会采用。把毫米波技术从航天军工领域引入到商用市场并不容易。“毫米波技术还面临一些挑战，”GlobalFoundries射频市场总监Peter Rabbeni说道，“设计与设计实现，以及毫米波产品测试都会遇到不少困难。这主要是因为毫米波频率太高了。” 设计毫米波芯片很难，但测试会更难。“在业内，我们很早就开始测试毫米波产品，但这些毫米波芯片主要用于航天军工市场。”NI销售与市场执行副总裁Eric Starkloff说道，“毫米波测试的成本很高，我们正在努力大幅度降低毫米波测试的成本，这样才有可能大规模推广毫米波。” 虽然5G技术面临诸多挑战，但Verizon计划2017年的时候在美国提供部分5G服务，韩国电信与三星则计划2018年冬奥会期间提供5G服务，但大规模5G部署不会早于2020年。 “我很怀疑，即使到2020年，5G能否提供较为完善的移动服务，”Forward Concepts总裁Will Strauss说，“当然，2018年会有 5G试运行网络提供高速移动通信服务，不过那时候能够买得起5G手机的人非常少。” 虽然离5G真正实现尚有很长时间，但业界需要认真审视5G技术，以跟随发展到步伐。下面我们就从芯片、工艺、测试和封装等角度来详细分析一下5G技术现状。”
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