5G相比以往4G的優(yōu)勢有很多，不過最重要、普通消費者最關心的，恐怕還是突破想象的傳輸速率了。但是不知大家有沒有想過，5G的速度為何能實現(xiàn)10倍甚至100倍的提高？其實這背后涉及一個關鍵技術：毫米波。

事實上，IT之家小編在此前的文章中也曾提到過毫米波的相關技術，但并沒有深入講解，那么今天，小編不妨就帶大家近距離認識一下毫米波。

一、毫米波究竟是什么，為什么這么重要？

前面我們說到，“高傳輸速率”是5G的一項關鍵技術指標。那么怎樣提高傳輸速率呢？

首先我們明確，這里的傳輸速率，即單位時間里通過信道的數(shù)據(jù)量。在通信行業(yè)，關于信道傳輸速率，有這樣一個公式：

n＝Rb／B

這個公式中，n為頻帶利用率，Rb為信道傳輸速率，B則為系統(tǒng)帶寬。將這個公式變一下：

Rb＝n×B

不難看出，傳輸速率和頻帶利用率以及系統(tǒng)帶寬為正向關系，當頻帶利用率越高，傳輸速率越高；系統(tǒng)帶寬越高，傳輸速率也越高。這就說明，要想提高信道傳輸速率，就有提高頻帶利用率和系統(tǒng)帶寬兩種方法。

OK，確立了這兩種方法后，我們先放一放，來復習一下無線通信的一些基本概念，這樣才能對這兩種方法有更深的理解。

我們所說的無線通信，就是利用無線電磁波進行通信，翻中學的物理課本，我們還能找到那張熟悉的圖：

上面這張圖是電磁波譜，它是按照電磁波的頻率順序進行排列的而畫出來的。頻率，是電磁波的重要性。

中學物理老師曾經(jīng)帶著我們研究的是可見光部分，而在無線通信領域，主要研究的是圖中綠色框線框起來的部分。

我們知道，無線通信的基本原理是將聲畫信息變換為含有聲畫信息的電信號，再把電信號“寄載”在比該信號頻率高得多的高頻振蕩信號上去，然后用發(fā)射天線以無線電波的形式向周圍傳播。

打個比方，整個無線電磁波的頻段就像一條“大路”，其中的高頻振蕩波（載波）就像運載工具。

前面說了，頻率是電磁波的重要特性，不同頻率的電磁波有不同的特性，也就意味著有不同的用途，所以我們在電磁波這條“大路”上進一步劃分車道，分配給不同的對象和用途。具體的劃分比較復雜，我們用下面這張表來展示：

以往的移動通信，主要走的是“中頻”到“超高頻”這段道路。在這段路上給各個國家運營商劃分使用的頻段，就是我們所說的頻譜劃分。例如4G lTE標準中我們國家劃分的主要是超高頻的一部分頻譜資源。并且有一個趨勢：從1G到2G、3G再到4G，劃分的電波頻率越來越高。這其實是為了滿足更高傳輸速率的需要。

剛才我們說到這條“大路”，其中的一個載波就像運載工具，而載波載著信號，經(jīng)歷編碼、調制、發(fā)送、媒介傳輸、接收、解碼、譯碼的整個路徑，就是我們廣義所說的信道，就像是一輛汽車從出發(fā)地到目的地的行進軌跡，而信號，就是在信道中傳輸?shù)摹＞唧w的傳輸方式，是以碼元（symbol）的形式傳輸。

好，這時我們回到前面說的頻帶利用率。什么是頻帶？對于信道來講，就是允許傳送的信號的最高頻率與最低頻率之間的頻率范圍。提高頻帶利用率，簡單說就是讓信道中單位時間里引入更多的碼元，從而提升速率。

但是這樣做也有不足。具體是怎么回事呢？簡單說一下。信號的調制是通過操縱無線電波的幅度和相位來形成載波的不同狀態(tài)，當調制方式由簡單到多進制時，載波狀態(tài)數(shù)增加，就表示一個碼元代表的信息量增加了。碼元增加，一個碼元代表的信息量增加，但是載波的幅度不變，那么每個碼元狀態(tài)之間的間距變小了，所以容易受到噪聲干擾而令碼元偏離原本應該在的位置，造成解碼出錯，同時功耗也會增大。

▲由簡單調制到復雜調制的狀態(tài)圖

聽起來略復雜，沒關系，大家只要知道其實頻帶利用率不是越高越好就行。所以，人們很自然地將目光轉向另一個更簡單粗暴的方法——提高頻譜系統(tǒng)帶寬。

但問題是目前常用的6GHz以下的頻段已經(jīng)基本沒有更多的資源可利用了（到4G時代已經(jīng)非常擁擠）。5G時代怎么辦呢？這時候，人們想到了過去一直沒太關注的毫米波頻段。

毫米波就位于微波與遠紅外波相交疊的波長范圍，其實它也是兼有兩種波譜特點的。