「專利解密」華為室內場景下的毫米波傳輸系統
2020-11-02 愛集微APP【嘉德點評】華為的毫米波信號傳輸系統發明專利，其第一裝置用於傳輸第一中頻信號，第二裝置對中頻信號進行上變頻處理，得到毫米波信號並進行發射，配合基帶的信號處理可實現完整的毫米波通信過程。
集微網消息，隨著5G基站的大規模建立與組網，各個設備商在sub-6G和毫米波通信的研發上也在暗暗較勁，希望能在未來物聯網和通信領域佔據更大市場。在2019年的華為開發者大會上，華為展示了其5G終端，在毫米波頻段與基站成功通信並在線播放4K高清視頻。
為滿足新業務場景的網絡需求、以及增強移動帶寬(eMBB)用戶設備的超高速率需求,5G通信在物理層上包括了更為豐富的毫米波頻段(30GHz～300GHz)資源，主要集中在28GHz、39GHz、60GHz和73GHz等。而另一方面，由於毫米波頻段的頻率較高，與低頻率的無線傳輸特性相比，其穿透能力比較弱，降低了基站的覆蓋範圍。
為對抗毫米波頻段的路徑損耗和穿透損耗，除了在基帶上考慮使用波束成形增強信號指向性之外，華為在2018年6月30日提出了一項名為「毫米波信號的傳輸系統和傳輸裝置」的發明專利（申請號：201810703447.3），提出了射頻端的一種毫米波信號傳輸系統和傳輸裝置，申請人為上海華為技術有限公司。
圖1 毫米波室內外通信場景圖
毫米波通信的室內室外場景如圖1所示，室內場景包含兩個裝置，第一裝置是包含DAS（分布式天線）的室內傳輸網絡，第二裝置為變頻設備,當室外場景時，需要室外基站和傳輸裝置，如中繼。室外基站用於接收核心網側發送的數據，而傳輸裝置則實現信號的上下變頻。在下行鏈路中，傳輸裝置接收來自的基站毫米波信號，並下變頻為中頻信號，將其發射在自身覆蓋的區域，進而使得UE進行接收。而在上行鏈路中，傳輸裝置接收來自UE中頻信號，並上變頻毫米波信號，發送至服務基站。
圖2 室內場景下的毫米波信號傳輸系統
參考圖2，室內場景下，系統的第一裝置除了可為室內傳輸網絡外，還可以是整合了直放站和DAS二者功能的設備，其中直放站可用於接收第二毫米波信號，並進行下變頻處理得到第一中頻信號，可部署於室內或室外。而如前所述，第二裝置用於實現毫米波和中頻信號的相互轉換，以下變頻為例，將毫米波信號與預設的中頻信號，進行混頻處理，得到第一中頻信號，其中預設的中頻信號頻率低於第一中頻信號的頻率。
圖3 室內場景下的另一種毫米波信號傳輸系統
參考圖3，當處於室內場景下進行毫米波通信時，該發明提出還可以在室外增加第三裝置，如室內基站、室外基站、RRU和BBU中等。當第三裝置接收到核心網的數據發往UE時，需要將數據調製在第二毫米波信號，並發送至直放站，直放站接收到第二毫米波信號進行下變頻處理，得到第一中頻信號。對於毫米波的產生過程，需要對預設的基帶信號進行倍頻處理，並與預設的第一高頻信號進行混頻處理，進而得到毫米波信號。
簡而言之，華為的這一發明專利提供了一種毫米波信號的傳輸系統，其第一裝置用於傳輸第一中頻信號，第二裝置對中頻信號進行上變頻處理，得到毫米波信號並進行發射，配合基帶的數位訊號處理實現完整的毫米波信號通信。
低頻的頻譜資源終歸是有限的，而具有更大帶寬的毫米波應用潛力巨大，其通信網絡具有更大的容量，更低的時延，在未來的遠程醫療、工業精密控制領域都具有非常廣闊的應用，相信在不久的未來，5G能夠真正的應用於我們生活的方方面面。
（校對/holly）
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