在移动通信风驰电掣般发展的这三十年里，毫米波就像一片神秘的未知大陆，长久隐匿于大众视野之外。那些通信行业的巨擘，诸如高通、爱立信、华为、中兴等，却早早在实验室里燃起探索它的热情之火，持续深挖细究。时过境迁，如今毫米波已悄然融入我们的日常生活，不管是智能汽车中的毫米波雷达，还是前沿的 5G 技术，都有它活跃的身影。
毫米波究竟为何如此受宠？这得从它诞生的背景说起。当下，频谱资源愈发捉襟见肘，好似肥沃的土地都已开垦殆尽，于是，曾主要应用于卫星、雷达军用系统的毫米波频谱资源，就成了第五代移动通信技术眼中的 “香饽饽”。毫米波段有着极为广阔的频谱开发空间，自然而然被 Massive MIMO 通信系统相中。不过，毫米波波长较短，虽说这让 Massive MIMO 系统能在基站端轻松布局大规模天线阵列，结合波束成形技术提升天线增益，但也正因如此，毫米波信号传输时极易受外界噪声干扰，还会遭遇不同程度的衰减。
毫米波，作为波长介于 1 - 10 毫米的电磁波，对应频率 30 - 300GHz ，处在微波与远红外波交汇地带，兼具二者特性。它的优势可不少，超宽的带宽令人惊叹，常规认定的毫米波频率范围里，带宽高达 273.5GHz，哪怕扣除大气吸收影响，可用的四个窗口总带宽也有 135GHz，配合复用技术，简直是高速多媒体传输的 “天选之子”。波束窄也是一大亮点，相同天线尺寸下，毫米波波束比微波波束窄得多，探测小目标、观察目标细节都不在话下。可靠性高更是难得，较高频率让它无惧干扰，抵抗雨水天气，称得上 “全天候选手”。方向性好、所需天线尺寸小，不仅适合短距通信，还助力系统小型化。
然而，毫米波并非十全十美，它碰上建筑物、障碍物就犯难，叶子、雨水都能吸收它，这也是 5G 网络布局小基站的缘由。而且，毫米波通信系统受高自由空间损耗与弱反射能力所限，信号空间选择性和分散性不佳，天线数量远超传播路径数。不过，技术发展往往柳暗花明，频段高使得接收天线尺寸要求降低，对终端而言，要么能把天线做得更小，要么能容纳更多高频段天线，提升接收效果。传播距离短虽是劣势，却让定向性更好，信号干扰少、精度高，通讯安全也更有保障。
全球都在积极布局毫米波频谱划分。2015 年，ITU - R WP5D 的研究为后续打下基础，各国各地区马不停蹄推进相关工作。我国工信部征集意见、纳入 5G 试验；美国 FCC 早早开启频段分配；欧洲 RSPG 也发布战略确定先行、潜在频段，大家都想在这场通信变革里抢占先机。
毫米波频段特点给 5G 终端带来重重挑战，首当其冲的就是天线与射频前端器件。在低频段，大规模天线阵列受困于尺寸，只能部署在基站侧，到了毫米波段，单个天线尺寸缩至毫米级，终端侧布置更多天线有了可能。可别小瞧这一变化，终端侧大规模天线阵列能获取分集增益，弥补毫米波覆盖短板，只是受终端尺寸、功耗制约，设计难度飙升，目前仅固定终端能较好实现。再看射频前端器件，毫米波段与低频差异大，主流低频制造材料难以满足需求，像功率放大器，氮化镓及 InP 工艺性能更佳，只是成本、产能问题限制了它在民用移动终端的大规模应用，预估要到 2020 年后才有望改善。
面向 5G 的毫米波网络构架也别具一格。5G 网络潜力无限，传输能力强、稳定性高、覆盖广，能为大数据时代注入强劲动力。虽说当下还处于理论试验阶段，但小型化、集成化趋势明显。它把数据与信令传输分离，既能优化资源分配，又能提升传输效率。
在现代社会滚滚向前的浪潮里，经济发展与 5G 技术相互成就，毫米波技术注定要走向舞台中央。虽说当下它还受传播距离限制，但科技发展日新月异，攻克难题指日可待。它为 5G 技术筑牢根基，假以时日，毫米波极有可能成为 5G 乃至 6G 网络的 “主力军”，带领我们迈向超高速通信的崭新未来。
