高通公布的全球首款5G天线到底是个什么鬼？

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今天，高通正式公布了首款5G毫米波和频率低于6GHz的移动设备天线。这些天线将有助于使5G技术成为现实，我们将很快——时间应当是2018年年底前——看到它们被应用在设备中。

在详述高通的首款5G天线前，我们首先来说说什么是毫米波，以及这一技术能推动5G技术普及的原因。

毫米波代表着频率为24至300GHz的无线电频谱。这一频谱还没有得到充分利用，波长令人不可置信地短，这意味着这一频谱的数据传输速率远高于传统手机网络。

高中物理老师就会讲到，无线电波长是其相邻两个波尖或波谷的距离。对于像毫米波这样波长极其短的无线电电波，数据传输速度非常快，能大幅增加信号的带宽。

毫米波技术的短波长意味着，它的传输距离远短于传统的手机信号。为了解决传输距离问题，高通开发了一种被称为波束成型的技术。

波束成型技术利用多个不同的毫米波信号，把信号聚集在聚焦束上，使设备接收到质量更好的信号。

想像一下像探照灯一样的单个毫米波。一旦离开探照灯，用户就感觉不到光明了，但是，如果有多个毫米波探照灯，从多个不同方向指向一个地方，光线在中心会变得更聚焦。

这一技术使得信号强度更高，也更清晰——这是信号速度的首要因素。

这些波束由安装在灯柱和其他物体上的小型手机发射器节点发射，通过环境中的表面反射后，最终被用户的手机接收到。

但是，骁龙X50调制解调器要真正接收信号，用户手机需要安装特殊的无线电天线。这就是高通今天公布的天线。

高通的5G毫米波天线将嵌入在设备的不同位置——智能手机两侧有3个，移动热点上有4个。

毫米波不能穿透许多材料，因此设备接受来自小型手机发射器节点的信号，要求5G小型手机发射器节点发出许多无线电波束，或聚焦信号，使部分信号能被手机或移动节点所接收。

这些波束能被环境中的物体所反射。由于足够多的波束照射在一小块区域，手机或移动热点能一次接收多个波束。

由于不能像传统手机信号那样穿透物体，这使得5G技术看起来似乎是低能的，但高通开发了一种解决方案。

由于这一新技术以波束的形式发射聚焦的信号，用户的设备能在相同方向上，向小型发射单元发送相等的上传波束。

这一过程每毫秒都在发生，因此，手机和小型发射单元将能够以三角测量法，在用户移动时确定其位置。

由于信号集中度如此高，高通通过波束能传输大量数据。目前，理论上最高的数据传输速度上限约为5GHz，但高通表示，未来两代的技术将能实现10、15，甚至20 Gbps的数据传输速率。

受常见的网络退化和信号共享的影响，在第一代产品中，普通用户的平均数据传输速率约为1.4 Gbps。

这种水平的数据传输速率，将为计算提供全新的可能性，例如在数据中心处理大负荷计算负载，然后将结果返回用户的设备。

从完全无线的全高清虚拟现实头显到高清视频编码，这一技术可能使手机具备笔记本不具备的处理能力。

虽然高通官方没有证实任何消息，未来两年配备5G骁龙毫米波技术的笔记本将上市销售。

服务器端的边缘计算，外加采用骁龙技术的笔记本的长电池续航时间，可能使具备桌面性能的轻薄笔记本成为现实。

由于5G毫米波技术要求有高密度的小型手机发射单元才能工作，如果5G毫米波信号太弱，移动设备将退回到时钟频率低于6GHz的5G技术。

虽然这一技术不能像毫米波那样提供1.4 Gbps的数据传输速率，用户可以使用的数据传输速率约为490 Mbps，远远超过目前的4G网络。

如果不能接入时钟频率低于6GHz的网络（由于信道拥堵较少和能更高效地使用无线电波信号，它的数据传输速率更高），设备将仍然能够使用千兆LTE技术。

尽管多年来我们一直在讨论5G，今年我们终于将能用上它了。

高通称，预计支持5G的移动WiFi热点将于2018年年底上市销售，采用5G的手机将于2019年上半年上市销售。