文档介绍：毫米波在5G中的应用
毫米波(millimeterwave)通常是指波长为1〜10毫米(频率30〜300GHz)的电磁波。在某些情况下也将20GHz以上的频率包括在毫米波内。频率为300~3000GHz范围的电磁波称为亚毫米波(A=1mm毫米波在5G中的应用
毫米波(millimeterwave)通常是指波长为1〜10毫米(频率30〜300GHz)的电磁波。在某些情况下也将20GHz以上的频率包括在毫米波内。频率为300~3000GHz范围的电磁波称为亚毫米波(A=1mm~100Mm)。毫米波的理论和技术分别是微波向高频的延伸和光波向低频的发展。在很长的一段时间内,毫米波(大于40GHz频段)主要用于军事领域,包括各种雷达,卫星通信等,民用应用也只限于微波点对点的应用中。由于工作在毫米波频段的同轴电缆和连接器等器件的设计开发难度比较大,很多公司的产品目前使用的连接方式还是以波导为主。目前毫米波在工业和消费类领域的应用也越来越多。
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毫米波频谱频段
2016年7月14日,全体委员一致投票赞成开放近11GHz高频频谱用于灵活、移动和固定无线宽带的规则,。这些规则还在28GHz(-)、37GHz(37-)和39GHz(-40GHz)频段,以及一个新的免许可频段64-71GHz推出一项新的超高微波灵活应用(UpperMicrowaveFlexibleUse)服务。
在毫米波频段中,28GHz、39GHz和73GHz频段是最有希望使用在5G的三个频段。
这三种频带之所以能脱颖而出,有以下原因:
这三种频率不像60GHz必须承受约20dB/km的氧气吸收损耗,其氧气吸收率远低于此数值(如图所示),因此较适合长距离通讯,同时也能在多路径环境中顺利运作,并且能用于非可视距离NLoS)通讯。透过高定向天线搭配波束成形与波束追踪功能,毫米波便能提供稳定且高度安全的连结。
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未来几年预期会有更多关于73GHz的研究。该频率不同于28GHz和39GHz的一个重要特性是可用的连续带宽很高(大于
2GHz),这是目前提出的最宽的频谱。通过比较,28GHz提供了850MHz的带宽,在美国,。我们前面说过,更高的带宽意味着更高的数据吞吐量,这使得73GHz在这一方面比其他频率更有优势。39GHz频带正在研究当中,但尚未得到公众的大量支持和关注。但是,该频段具有的部分特性使其可能成为一个折中的选择来获得广泛应用。FCC提议将39GHz作为可能的移动频率。Verizon公司在专注于2017年的28GHz首次现场试验的同时,已经通过其与XOCommunicaTIons的业务关系开始研究39GHz,XOCommunicaTIons已经拥有39GHz的实质许可证。但是,公众对28GHz和73GHz的支持和研究显然比对其它频率的更为明显。汽车雷达和车联物联网将会使用毫米波的频段。
汽车雷达
自动驾驶技术实现的前提条件是汽车要能感知并且规避障碍物。因此汽车就需要一系列的雷达来探测和感知汽车周围的环境。为了提高雷达的分辨率,目前主要使用的频率是24GHz,77GHz和79GHz的毫米波频率。
60GHzWi-Fi(WiGig)—随着对高速传输速率需求的增加,(LAN)的基础上,。,该频段是无需授权的频段。最近,该频段的频率范围扩展到了71GHz(FCC第15部分)。,包括未压缩的高清晰度电视和实时的音乐和图片传输。点对点微波回传一电信的数据传输应用中,一般使用光纤和微波两种方式。光纤的优势是数据传输速率高,但是缺点是部署麻烦。微波的优点是容易部署,适合基站回传的应用,被大量的使用。尤其是随着各种小基站,如
picocells(微微基站),microcells(微基站)和metrocells(地下基站)的大量部署,微波回传也在被大量的使用。传统的微波回传频段是6,11,18,23和38GHz。最新的60GHz微波回传频段是非授权频段,具有使用成本低的优势,但是缺点是60GHz频段受氧气分子吸收的影响,衰减比较大。目前微波回传使用的是80GHz的频段,常用的频段是E-BAND频段,频率范围覆盖71到76GHz,81到86GHz和92到95GHz。安全和防务一雷达和卫星通信是毫米波在军工方面的主要应用。毫米波最近在安全领域也逐渐开始得到应用。利用毫