毫米波技术新突破：73GHz毫米波成功传输10公里

如果你知道"光速=频率×波长"这个公式，就不难理解更高频率的频段只能传递很短的距离。目前4G采用的是特高频段，而随着5G的发展，要想获得更高的速度，就得往超高频或更高的频段发展。而日前纽约大学将在传输距离上达到了10公里，这可谓是一个技术上的大突破。

在8月份，一群纽约大学的学生就载着一卡车设备驱车10小时，赶到维吉尼亚州西南部进行5G网络的测试。他们当时在教授Ted Rappaort的门廊上立起了一个信号发射器，并向着地平线的方向投射过去。

在接下来的两天时间里，这群学生驱车前往周围的小山，找到了36个合适的测试点。要在这种乡村小路上找到宽敞的停车位并非易事，但他们还是办到了，并在这些测试点上安置了接收毫米波的装置。

让他们感到高兴的是，团队发现即使在发射点和接收点的直线距离上有树林或小山坡阻挡，但毫米波依然能够在农村地区传递10公里以上。在73 GHz的频段，有14个监测点能毫无压力地收到直线距离10.8千米的信号，而如果有着枝繁叶茂的树林遮挡，有17个接收器依然能捕获10.6千米之外的信号。

Rappaport对这一结果表示很惊讶，"我从没想过在信号能在数十毫米级别的水平传递这么长距离。原来我的目标是视线可及的数公里远，但我们现在已经实现了10千米的目标。"

今年6月，美国联邦通信委员会（FCC）开放了用于5G网络的11 GHz频谱，而6GHz以下的中低频段则一直是日本研发的重点目标。本次试验主要采用的是极高频段的73 GHz。Rappaport表示，他们的这一实验结果能够广泛应用于农村，或是大型的蜂窝基站。目前毫米波通常用于固定的无线宽带，但从未用于蜂窝网络方面。

德克萨斯大学奥斯汀分校的无线通讯专家Robert Heath认为纽约大学的实验打开了5G网络研究的另一扇门，"很多人不把农村地区的5G网络覆盖考虑在内，并错误地对高频频谱进行限制。"

此前，Rappaport曾尝试在纽约城区内使用28 GHz与73 GHz的毫米波，在有建筑阻挡的情况下，成功实现200米距离以上的通信。

由于毫米波非常容易衰减，且无法穿透窗户与建筑，许多人一度认为毫米波无法应用于移动通信网络，因为频率已经接近红外线，信道太直，不易在移动时对准。但Rappaport的试验成功反驳了这一点。

虽然这一实验结果并不等于毫米波就一定能顺利普及农村，但团队目前已经完成了第一次成功的尝试。Rappaport有一种强烈的预感：他认为毫米波很快就会实现商业化。

当然，这一想法也很快遭到质疑。加州大学领导无线研究团队的电气和计算机工程教授Gabriel Rebeiz指出，纽约大学的试验都是在晴天进行，但雨是一个很重要的影响因素——在73 GHz的频段，雨天所能传递的信号强度每公里就会减弱100倍。与此同时他表示，如果是28 GHz，信号衰减的情况就会好很多，每10公里只会减弱6-10倍。Rebeiz认为毫米波最终将在城市里发挥功用，而不是在农村里。

纽约大学研究无线工程的博士生George R. MacCartney Jr.则认为只要技术靠谱，毫米波在未来五到十年能在农村蜂窝网络中普及。但目前亟待解决的一个问题是信号是否能顺利传递到用户的通信系统上。发射器的毫米波信号会经历多重反射才会抵达接收器，这还需要将毫米波以定向波束形式发射才能实现通信的目的。

纽约大学团队针对这一问题，目前已经根据实验收集的毫米波段数据，参照 3GPP 协议制定了毫米波在农村地区的模拟传播模型，目前他的研究成果在计算机通信协会主办的 MobiCom conference 上发表。