解读60GHz技术发展

60GHz技术起伏

60GHz技术在2008年左右异军突起，成为半导体业界冉冉升起的新星。当时摩尔定律处于65nm这个对于射频和模拟电路设计非常友好的节点（直到今天仍然有不少射频模拟电路芯片在使用65nm工艺），射频电路的性能相对上一代90nm工艺有很大提升；从产品上看，正值射频电路3G方兴未艾，4G技术万事俱备只等正式发布的状态，因此整个业界对于射频电路的前景抱有非常乐观的态度。当时传统的2GHz及以下的频段看上去已经很拥挤，于是射频业界瞄准了少有人使用的毫米波频段成为下一个开发目标。

当然毫米波频段也不是可以随意挑选，因为许多毫米波频段已经被军方挑走了，民间无法使用。这时，60 GHz频段就进入了各大公司的视野。60 GHz频段包括57～66 GHz，是一个免授权ISM（industrial, scientific and medical，工业、科学研究和医学）频段，因此无需从政府那边购买频谱资源即可使用。另外，60 GHz频段的频宽高达9 GHz，包含了4个2.16 GHz的超宽频段，即使使用简单的调制方式（如QPSK）也能实现大于1Gbit／s的超高速（以2008年的标准）。

学界诸多大咖，例如UC Berkeley的Ali Niknejad，UCLA的Frank Chang和Behzad Razavi，当时还在TU Delft的John Long等在ISSCC，RFIC，JSSC之类的顶级期刊上灌60GHz的paper灌得不亦乐乎。2007年起，WiGig组织开始研究使用60 GHz频段的超高速无线电标准，并于2009年正式发布了802.11ad。几乎与此同时，SiBeam（后来于2011年被Silicon Image收购）也发布了与802.11ad竞争的WirelessHD标准，想要用60 GHz频段无线传递高清影片。

毫米波频段的另一个特性是在空气中衰减较大，且绕射能力较弱。 60GHz正好是氧气的共振频率，因此60GHz的电磁波信号在空气中衰减非常快。60GHz衰减大有好有坏，好处是60GHz系统在设计的时候不用特别考虑如何处理干扰信号（因为不同终端间的干扰信号衰减很大），只要不同的终端之间不要靠得太近就可以。

但是，衰减大也有一个很大的问题，就是用60GHz实现信号穿墙基本是不可能。 因此，普通人的家里如果要使用60GHz频段做超高速无线局域网，则每个房间都必须部署一台路由器，这成为了60GHz局域网普及的一个问题。而且，支持802.11ad的路由器价格还很贵，加上一次必须部署多个路由器，这极大地增加了60GHz局域网普及的成本。

不同频率电磁波在空气中的衰减，60 GHz正处于氧气的谐振峰上，因此衰减很大

支持802.11ad 60GHz频段的路由器，售价高达450美金

更关键的是，60GHz普及遇到的更大问题是还没有杀手级应用。哪些局域网应用真的需要如此高速的无线连接？就常规文件传输而言，通常家庭和商务应用并不会用到802.11ad那么高的传输速率，而真正需要如此高速率的场合（如服务器节点间的高速数据传输）又不一定会用到无线，因为无线传输毕竟稳定性不如有线。之前WiGig和WirelessHD联盟想到的应用都是无线超高清视频影音传输，然而市场证明目前这还只是个伪需求，并没有多少消费者会为它买单。

于是，60GHz在各大电子产品展以及学术会议风光了几年后，渐渐偃旗息鼓。昔日的60GHz急先锋SiBeam和Wilowcity分别被Silicon Image和Qualcomm收购，之后的就不再有大新闻。

60GHz 新应用：无线VR设备

最近，VR应用吸引了无数人的关注。VR可以实现全浸入式的体验，可望带来人机交互革命性的进步，同时也为游戏、电影等娱乐应用带来全新体验。

目前的VR头盔需要超高速数据连接以传输高清图像，因此常用HDMI等高速有线连接协议。然而，头盔上拖着线毕竟会拖累VR设备的体验，会缩小VR头盔使用者的活动范围。因此，如果能使用无线的高速连接可以大大改善VR设备的使用体验。另外，由于VR头盔是点对点连接，而且目前尚不用考虑穿墙的问题（毕竟有线连接也做不到穿墙），因此60GHz频段的超高速连接就是一个很好的选择。

在VR设备上使用60GHz连接方面，Intel是业内的先驱。去年，Intel就发布了Oculus的改装版本，其中去掉了有线数据连接线缆并使用60GHz 802.11ad无线模块替代。今年，在不久前刚结束的E3游戏博览会上，Intel更是和hTC合作，宣布将会一起开发使用60 GHz模块无线连接的VIVE设备。

就目前的性能而言，Intel的60GHz模块会给VR头盔增加16ms左右的延迟，在目前部分对实时性要求不高的游戏（如minecraft）中尚可以接受，但是这也成为了限制60GHz在VR上应用的一个瓶颈。在未来的VR游戏，尤其是动作射击游戏中，16ms的额外延迟会导致游戏体验变差（射击游戏爱好