五. 5G毫米波 (5G mmWave)通訊的優點

   5G使用到毫米波 (mmWave)頻段有以下幾個優點:

                               圖1. 毫米波頻段通訊的優點

 (1) 較大的可用頻寬

      (2) 較高的頻譜使用效率

             (3) 較小的天線大小

        毫米波頻段可提供800MHz以上很大的可用頻寬，因此可以支援好幾Gbps以上的峰值傳輸速率。另外，毫米波頻段較高的頻譜使用效率，則是因為需要使用到相位陣列天線與波束成形技術來克服較大的路徑損耗與傳輸損耗，變成指向性傳輸，來克服較大的路徑損耗與傳輸損耗，而不是像傳統低頻段的無線傳輸採用全方向性傳輸。指向性傳輸的特性就是指到的地方才有能量，沒指到的地方能量很小，因此有較低的蜂巢間干擾(Inter-Cell Interference)。

另外，因為毫米波頻段使用較高頻頻段進行無線傳輸，路徑耗損與傳輸耗損都較大，因此較適合於100~150公尺以下小型蜂巢(Small Cell)的涵蓋範圍，也就是可以在幾百米範圍外就重複使用相同頻段而不會同頻互相干擾的問題，也因此在單位面積下有較高的頻率重複使用率(Frequency Reuse)。

       第三個優點則是因為天線大小與天線間距都直接正比於半波長，以3GHz和30GHz作比較，3GHz半波長等於5微米 ( cm)，在相同6微米x 6微米面積中，只能容納一個平板天線(Patch Antenna)，30GHz半波長等於5毫米(mm)，則在相同6微米x 6微米面積中則能容納8 x 8 64個平板天線(Patch Antenna)所構成的天線陣列(Antenna Array)，因此可以設計較多天線單元個數的天線陣列，來利用波束成型技術獲得與增加天線增益，如圖2所示。

                       圖2. 3GHz v.s. 30GHz天線大小比較

(Source: Samsung ”Millimeter-Wave Beamforming as an Enabling Technology for 5G Cellular Communications: Theoretical Feasibility and Prototype Results”)