电磁频率如何传输数据？解释毫米波、低频段和中频段

5G毫米波技术是5G应用中一项重要的基础技术 [2] ，毫米波指的是一种特殊电磁波，波长为1毫米到10毫米，波动频率为30GHz-300GHz 。

相对于6GHz以下的频段，毫米波具有大带宽、低空口时延和灵活弹性空口配置等独特优势，可满足未来无线通信对系统容量、传输速率和差异化应用v等方面的需求。您可能听说过5G使用 mmWave(毫米波)频谱来达到10 Gbps 的速度。但它也使用低频段和中频段频谱，就像 4G 一样。如果没有这三个频谱，5G 将不可靠。

毫米波是指波长为1毫米到10毫米的电磁波。从声音到光之间，真实地存在着一大段人类平常感觉不到的频谱，这段频谱中有一段属于毫米波。波动越快，频率越高。从频率范围来看，毫米波是指30 GHz到300 GHz之间的电磁波。毫米波是5G的重要组成部分，5G标准同时定义了Sub-6 GHz(6 GHz以下频段)和毫米波的设计。 [1]

全球超过150家运营商正在投资毫米波技术:意大利、日本、新加坡和美国已经部署毫米波商用网络，中国也于2020年启动了毫米波技术部署的相关准备和测试工作。

那么，这些光谱有什么区别呢?为什么它们以不同的速度传输数据，为什么它们都对 5G 的成功至关重要?

电磁频率如何传输数据?

在深入研究低频段、中频段和毫米波之前，我们需要了解无线数据传输的工作原理。否则，我们将难以理解这三个频谱之间的差异。

无线电波和微波是肉眼看不见的，但它们的外观和行为就像水池中的波浪。随着波的频率增加，每个波之间的距离(波长)变得更短。您的手机测量波长以识别频率并“听到”某个频率试图传输的数据。

但是稳定、不变的频率无法与您的手机“对话”。它需要通过巧妙地增加和降低频率速率来进行调制。您的手机通过测量波长的变化来观察这些微小的调制，然后将这些测量值转换为数据。

如果有帮助，请将其视为二进制和摩尔斯电码的结合。如果您尝试使用手电筒传输摩尔斯电码，则不能只打开手电筒。你必须以一种可以解释为语言的方式“调制”它。

5G 最适合所有三个频谱

无线数据传输有一个严重的限制：频率与带宽的关系过于紧密。

以低频运行的波具有长波长，因此调制以蜗牛的速度发生。换句话说，他们“说话”的速度很慢，这导致带宽低(互联网速度慢)。

如您所料，以高频运行的波“说话”非常快。但它们容易失真。如果有什么东西挡住了它们(墙壁、大气、雨)，你的手机可能会丢失波长变化的轨迹，这类似于丢失一大块摩尔斯电码或二进制文件。因此，与高频段的不可靠连接有时会比与低频段的良好连接慢

过去，运营商避免使用高频毫米波频谱，转而使用中频频谱，中频频谱以中等速度“说话”。但我们需要 5G 比 4G 更快 、更稳定，这就是为什么 5G 设备使用一种称为 自适应波束切换的东西在频段之间快速跳转的原因。

自适应波束切换使 5G 成为 4G 的可靠替代品。从本质上讲，5G 手机在连接到高频 (mmWave) 频段时会持续监控其信号质量，并密切关注其他可靠信号。如果手机检测到其信号质量即将变得不可靠，它会无缝跳转到新的频段，直到有更快、更可靠的连接可用。这可以防止在观看视频、下载应用程序或进行视频通话时出现任何问题——这就是 5G 在不牺牲速度的情况下比 4G 更可靠的原因。5G毫米波典型的应用场景主要有热点流量覆盖、企业专网应用、用户FWA几种。随着未来毫米波频段使用许可的发放，中国有望成为全球最大的毫米波市场。

数据宝统计，A股中布局毫米波产业链的上市公司共有21股，1月4日13股上涨，通富微电、红相股份、共进股份涨幅居前，均超过2%。通富微电公告显示，公司为中兴通讯等国内外客户成功开发了毫米波、超大功率等多款新应用产品。资金流向上来看，12月以来，北上资金对毫米波概念股持股量增长超3000万股，其中TCL中环、盛路通信、航天发展持股量增长居前。