今年的iPhone12又回到了昔日的涨价提货盛况。去年，因为iPhone11没有5G而观望的用户终于有了换机的理由。发布会上，苹果还介绍了5G作为重中之重的亮点。iPhone12支持目前几乎所有的5G频段，超越主流安卓机型，但只有美版支持毫米波频段。有网友因此疑惑，不支持毫米波的国行版是不是iPhone12的阉割版？答案是否定的，这不会影响国内用户在iPhone12上使用5G，而且国内5G网络也是不支持毫米波的。不过，支持毫米波的iPhone12和使用低频sub-6GHz的国行版在5G体验上确实存在差异。今天就来聊聊5G的话题吧mm。本文试图澄清几个问题：美版iPhone12和国行版的5G体验有什么区别？谁是毫米波与sub-6GHz之间的“真5G”？iPhone125G状态耗电快，跟毫米波有关系吗？为什么美国5G网络支持毫米波而中国不支持？现在的5G毫米波真的用不上了吗？未来中国会用毫米波吗？美版iPhone12独家国行5G毫米波有什么区别？美版iPhone12独享的毫米波和国行版支持的sub-6GHz其实是目前全球5G网络频段的两大分支。顾名思义，毫米波的频率波长小于10毫米，一般指24GHz以上的频段。Sub-6GHz是6GHz以下的网络频段，因波长为厘米级，故又称“厘米波”。毫米波和厘米波，看名字好像是毫米波赢了，就像导航卫星中毫米级定位明显比厘米级定位准确，那么5G毫米波比sub-6GH厉害吗？的确，毫米波具有亚6GHz难以匹敌的优势，从最直观的网速上就能体现出来。根据网络测速平台Ookla实测数据，5G毫米波终端下载速度是6GHz以下频段的4倍，平均速率900Mbps，峰值速率超过2Gbps。在上个月的发布会上，苹果表示iPhone12可以实现最高4Gbps的峰值下行速率，这也指的是毫米波。目前国内200元以内的套餐最高提供60G流量，按照这个速度2分钟用完。当然，这是理论峰值，实际使用中一般达不到。在SpeedSmart对iPhone12的5G网络测试中，采用毫米波5G的VerizoniPhone12的下载和上传速度明显高于采用sub-6GHz的iPhone12。既然毫米波这么强，是不是赶紧买个美版iPhone12更划算？别着急，虽然毫米波在网速上可以轻松碾压sub-6GHz，但它有一个致命的缺陷。即信号衰减大，覆盖面积小。按照物理学常识，电磁波的频率越高，波长越短，传输距离越短，穿过障碍物时信号衰减越长。例如，28GHz频段的信号衰减比700MHz高1600倍。因此，使用毫米波的5G手机可能会被任何东西阻挡。树木、雨水和雾可以阻挡一半以上的信号。就连人体对毫米波的损失也能达到11~28dB，可以重现iPhone4的“死亡之握”，更不用说穿墙了。虽然已经有很多技术方案来解决毫米波信号衰减和阻塞的问题，但在商用上的表现仍然不理想。谷歌在美国测试了相同范围和相同数量基站的5G覆盖。结果显示，采用毫米波部署的5G网络能够以100Mbps的速率覆盖11.6%的人口，以1Gbps的速率覆盖3.9%的人口。;而使用sub-6GHz5G网络，可以100Mbps的速率覆盖57.4%的人口，1Gbps的速率可以覆盖21.2%的人口。▲上图为毫米波覆盖，下图为sub-6GHz覆盖。图片来自：谷歌由于毫米波信号损耗大，传统天线集成到手机中无法使用，需要加装更多天线。数字处理能力仍然提出了更高的要求。美版iPhone12侧面的“贴片”就是毫米波天线模组。更复杂的制造过程带来更高的成本。根据郭明錤的说法，iPhone12系列中使用的Sub-6和毫米波5G组件的成本分别为75-85美元和125-135美元。另外，最近iPhone12被曝在5G状态下消耗极快，这也与5G手机的天线设计不无关系。5G终端普遍采用MassiveMIMO（大规模多输入多输出）天线技术，提高网络传输效率，补偿信号衰减。毫米波的商用离不开这项技术。然而，MassiveMIMO技术以更高的计算成本为代价来降低传输功耗。手机需要集成更多的天线。多个天线同时发射（多路输出）和接收信号（多路输入）意味着更高的功耗。自然也消耗了更多的电能。简单来说，毫米波就像短跑运动员，爆发力强，但距离有限。sub-6GHz是跑得更慢但跑得更远的长跑选手，自身的优势也是对方的劣势。虽然去年高通暗示华为的5G不支持毫米波，并不是真正的5G，但实际上这只是双方在5G路由之争中的一种宣传手段。其实毫米波和sub-6GHz并不冲突。相反，5G服务将在未来很长一段时间内在合作网络中提供。为什么美国用毫米波，中国不用？前面提到，5G毫米波的商用面临诸多问题，那么美国为什么要部署基于毫米波的5G网络呢？美国运营商不知道毫米波的缺点吗？为什么美国运营商不想使用低频的sub-6GHz，但这个频段大部分已经用于军事和国防通信。即便要腾出商用，短时间内也不可能将频段清空。在此背景下，运营商只能押注毫米波。其中，为iPhone12提供5G毫米波服务的Verizon，也是全球首家商用5G服务的运营商。早在2018年就在美国4个城市提供5G服务，并表示“毫米波频谱是实现5G超宽带网络的基石”。.由于5G毫米波的配套技术不成熟，5G在美国的普及相对缓慢。华尔街投行杰富瑞旗下M-Science数据显示，截至2020年7月中旬，美国5G用户数为408.2万，不到南方5G用户数的一半朝鲜。在全球范围内，大多数运营商首先采用Sub-6G作为其5G组网解决方案。据标普全球评级报告显示，截至今年9月，在全球52个市场已经商用的113家运营商中，只有12%采用了毫米波频段。显然，在毫米波彻底解决信号衰减和覆盖问题之前，sub-6GHz是短期内让5G覆盖范围更广的有效解决方案。事实上，美国也已经意识到这个问题，开始回过头来部署sub-6GHz5G网络。不久前，美国将原本用于军事用途的100MHz中频频谱拍卖给运营商，并计划在2022年年中投入商用。美国国防部国防创新委员会发布的《5G 生态系统：对美国国防部的风险与机遇》报告也指出：由于传播和成本限制，毫米波现阶段无法在美国大规模部署。范围）将在未来几年内成为WAN的全球标准。然而，中国运营商要高兴得多。我国在Sub-6频段资源较为丰富，可以将100MHz以上的连续测试频率分配给几大运营商，而国外运营商多靠拍卖获得频段。通常在数亿。例如，去年德国电信斥资近22亿欧元（约合人民币172亿元）获得2GHz频段的40MHz频谱。虽然中国不需要因为频段资源而急于使用毫米波，但也在积极研究和部署毫米波。因为现在看来有点鸡肋的毫米波，才是5G真正的未来。没有毫米波的5G确实是不完整的。在B站UP主何某成名时的5G视频中，他曾说过，速度其实是5G最无聊的应用。▲图片来自：虎嗅目前，我们对5G的认知主要是网速更快。这是因为5G还缺乏杀手级应用。也有网友调侃说，如今5G网络的杀手级应用是测速软件。事实上，在5G的三大应用场景中，除了提升网速的增强型移动宽带（eMBB），还有海量机器通信（mMTC）和超可靠低时延通信（URLLC）。要实现后两种5G应用场景，都离不开毫米波。例如，对于海量机器通信（mMTC），设备连接密度必须达到每平方公里100万台，这样即使在拥挤的地铁和体育馆，每个人的设备也能流畅上网。实现了瞬时速率高、系统容量大的优点。AR/VR、云游戏、工业机器人等需要低时延的应用场景同样适用。5G毫米波系统空口时隙长度可小至0.125ms，仅为目前主流5G中低频系统的四分之一。正如全球移动通信系统协会（GSMA）在《5G 毫米波技术白皮书》中所说，5G毫米波是移动通信技术演进的必然方向，而毫米波可以充分释放5G的全部潜力。提升5G毫米波覆盖的技术也日趋成熟。除了前面提到的MassiveMIMO，波束赋形技术也是一种常见的解决方案。传统4G基站和带波束成形的5G基站之间的区别就像灯泡和手电筒一样。4G基站发出的信号就像一个灯泡，波束赋形可以将电波对准需要移动网络的终端，像手电筒一样把波束照在目标上，并随着目标移动。增加毫米波的通信距离。此外，毫米波可以大量部署小基站，通过缩短通信距离来保证高峰值吞吐量，从而提高覆盖范围，相比铁塔大小的5G中低频宏基站成本更低。在一系列技术的加持下，毫米波在室外视距内传播可达1-2公里，非视距覆盖距离在100-200米之间。9月，高通、爱立信、CasaSystems将毫米波的通信范围扩大到3.8公里，这是目前毫米波的最长传输距离。高通中国区研发负责人徐浩曾表示，完整的5G只是具备毫米波能力，部署5G毫米波是实现5G全愿景的重要一步。而上述技术，让真正改变我们生活的5G更近了一步。中国什么时候用上5G毫米波？虽然我国5G在去年6月才正式商用，但根据工信部数据，截至9月底，全国已开通建设5G基站超过69万个，我国拥有更多超过1.5亿5G用户。目前，全球部署的5G基站仅有80万多个，全球5G用户总数不足2亿。可见，中国在5G建设的进程中已经处于领先地位。在5G持续普及的同时，中国的毫米波应用也被提上日程。根据我国IMT-2020（5G）推进组计划，将分三个阶段推进5G毫米波：2019年重点验证5G毫米波关键技术和系统特性；2020年重点验证5G毫米波基站和终端的功能、性能和互操作性；2020-2021年开展典型场景应用验证。2022年北京冬奥会，中国联通将采用基于5G毫米波技术的组网方案，为冬奥场馆提供网络服务。除了运营商，硬件厂商也在为毫米波的商用做准备。毫米波定制的一加8成为国内首款支持5G毫米波的智能手机。华为MateX也有毫米波版，不过没有发售。对于相关产业链，中国联通网络技术研究院副院长迟永生指出，国内毫米波产业链与国外相比还比较薄弱，核心技术和核心器件的国产化程度较低.不过，我国在5G毫米波芯片方面也取得了突破。南京网络通信与安全紫金山实验室研制的毫米波芯片，单通道成本从1000元降到20元，预计2022年实现商用。不仅在中国，全球120多家运营商目前正在投资毫米波研发。他们看到的是5G毫米波巨大的应用前景和可观的商业潜力。据GSMA预测，从2020年到2034年，毫米波5G对全球GDP的贡献将呈指数级增长，2034年将为全球GDP贡献5650亿美元，税收1520亿美元。届时，人们一提到5G，可能就不会再想到手机，甚至可能会有替代智能手机的设备出现。
