更快速率、更大容量、更低時延：產業鏈為5G毫米波商用蓄力

2020-09-03 通信產業報

「

毫米波有望在2022年具備規模商用的能力。

」

文 | 通信產業報(網) 高超

在全球快速部署6GHz以下5G商用網絡的同時，5G毫米波也在產業鏈的積極推動下逐漸掙脫桎梏，為商用蓄力。

據了解，全球超過35個國家和地區已經部署商用5G網絡，商用5G的運營商已經超過80家。其中，北美、歐洲、亞洲和澳大利亞等地運營商開始使用24GHz以上的毫米波頻段部署5G網絡。

而這些網絡的部署，可以為今後全球運營商推進5G毫米波商用積累寶貴的經驗。

優勢挑戰並存

目前，全球5G部署基於兩大類頻段，一個是6GHz以下頻段，另一個是毫米波頻段。與前者相比，毫米波頻段擁有大量新特性，能夠滿足未來行動網路的多樣性需求，但基於該頻段的網絡部署和商用也充滿挑戰。

高通公司工程技術高級總監駱濤博士認為，毫米波最大的優點是帶寬資源比較豐富，能夠提供極大的網絡容量。

Ookla基於其旗下Speedtest應用的大量實測數據的最新分析顯示，6GHz以下頻段5G網絡平均下載速率比4G LTE快5倍，而毫米波網絡比6GHz以下頻段快4倍。

此外，毫米波基站和支持毫米波的手機都能利用載波聚合或波束聚合實現數據傳輸，在減少幹擾的同時支持密集的空間復用。5G毫米波還具備低時延的特性，能夠支持一系列全新服務，例如雲遊戲或雲計算。

鑑於這些優良特性，5G毫米波將為包括運營商、服務提供商、場館所有者、設備廠商和終端廠商在內的移動生態系統創造價值。中國聯通研究院無線技術研究部副主任李福昌指出，隨著5G的發展，以及行業應用拓展，通信頻段必然向毫米波方向發展。

不過需要指出的是，5G毫米波網絡的部署也面臨諸多挑戰。首先，表現為覆蓋範圍有限且部署成本昂貴，需要運營商部署大量小基站。其次，僅支持視距傳輸，物體的阻擋會嚴重影響信號的傳播。再次，此前僅大量應用於固定用例，比如無線回傳和衛星。最後，要求終端外形尺寸較大，帶來散熱方面的挑戰。

產業鏈共推毫米波

儘管困難重重，但是全球移動通信產業鏈企業正在通力合作，共同應對挑戰，使毫米波可以應用於移動通信。據了解，在領先企業的積極探索下，行業已經找到了新的解決方案，克服了毫米波移動化所帶來的一些困難。

針對覆蓋範圍和成本問題，高通公司通過先進的波束成形技術，實現超過150米的毫米波傳輸，這在仿真實驗、外場測試中都得到了驗證，毫米波能夠實現與現有熱點和小基站的共址。多路徑和反射，能夠支持毫米波的視距和非視距傳輸。自適應波束導向與切換能夠解決毫米波易受阻擋的難題，支持穩健的移動性。

在移動生態協作下，多樣化的毫米波終端已經落地。高通公司多代毫米波模組在非常緊湊的尺寸中集成了天線、射頻前端、收發器，支持緊湊纖薄的5G手機設計，實現手機性能最大化。據悉，該產品支持的一加8毫米波版已於今年4月在北美上市，這款旗艦手機厚度僅為8毫米。在一加之外，中興和移遠通信等廠商已經實現了毫米波在移動熱點產品和模組上的商用。

據介紹，國內三大運營商和產業界正在一起進行毫米波的外場測試。中國移動研究院無線和終端技術研究所副所長李男表示，測試的結果跟理論的分析數值還是比較吻合的，有效提升了行業對毫米波的信心，我們認為在毫米波會在2022年具備規模商用的能力，我們希望以SA為基礎部署毫米波網絡。

可以期待，毫米波將在2022年的北京冬奧會大放異彩。據悉，中國聯通通過開展冬奧場景的毫米波試點驗證，正帶動國內毫米波產業鏈加速發展。

當然，這並非終點。隨著5G移動毫米波演進，產業鏈正在積極突破技術邊界，在5G R16版本凍結之後，準備將更多支持毫米波的5G NR增強特性引入5G R17及未來版本中，例如優化集成接入及回傳，支持分布式部署；引入優化的網絡覆蓋和波束管理，減少系統開銷、增強性能、提高網絡覆蓋；頻譜也將得到進一步擴展，支持從52.6GHz到71GHz的頻段以及免許可頻譜，極大拓展頻譜的利用範圍……

相關焦點

  • 5G亞秒級時延有哪些用武之地?愛立信稱毫米波商用產品已OK
    超大帶寬和超低時延 為了滿足5G大帶寬、高速率、低時延需求，擴展頻譜帶寬是最簡單高效的方法，但5G時代6GHz以下的頻譜資源已經非常緊張，很難找到適合5G連續大帶寬的頻譜，毫米波因其在更高的頻段，有更大的帶寬，成為業界關注的焦點。
  • 5G亞秒級時延有哪些用武之地？愛立信稱毫米波商用產品已OK
    ，但5G時代6GHz以下的頻譜資源已經非常緊張，很難找到適合5G連續大帶寬的頻譜，毫米波因其在更高的頻段，有更大的帶寬，成為業界關注的焦點。「毫米波主要具備兩大特點：超大帶寬和超低時延。」陳明指出：超大帶寬方面，毫米波可能會有幾百兆甚至超過一個GHz的帶寬可用；超低時延方面，在現網中低頻段要想實現毫秒級的時延其實仍然很不容易，雖然低頻理論上可達一毫秒，但真正現網實際商用時能夠達到個位數毫秒已經很了不起了，4G當時理論時延是二十毫秒、但實際做出來現網只能達到三四十毫秒，但是毫米波確實可以做到亞秒級的時延。
  • 產業鏈攜手:加速5G毫米波發展,釋放5G全部潛能
    隨著高容量、高速率、低時延業務發展，通信頻段必然向毫米波方向延伸，5G移動通信的基本架構將採用低頻段+毫米波頻段相結合的通信方式。「毫米波的頻譜資源比較豐富，可以從過去的100MHz到現在的800MHz，無線傳輸速率可能達到10Gbit/s，可以為5G發展提供很好的發展空間和能力。」中國聯通研究院副院長遲永生如是說。
  • 打破毫米波商用藩籬：產業鏈攜手釋放5G全部潛能
    如今，5G的到來拓展了頻譜使用的界限，曾經未被發掘的「滄海遺珠」毫米波開始展露價值，受到更多的關注。5G具備更高的速度和更低的時延，能為以往移動技術難以支持的新型應用提供前所未有的支持。也正因為需要滿足更加多樣化的場景和極致性能挑戰，5G網絡因此需要高頻段（毫米波（FR2））、低（6GHz以下（FR1））頻段協同發展。其中，低頻段一般作為5G基礎頻段,毫米波作為重要的補充頻段。在低頻段上部署5G對於運營商毫無壓力，而毫米波因為其覆蓋能力相對中低頻段較弱,難以實現全網覆蓋，傳輸距離短等不足在5G商用前期未能得到充分重視。
  • iPhone 12 支持的5G毫米波，從「深閨」走到臺前，產業鏈搶佔行業新風口
    未來隨著該技術被廣泛應用，相關產業也將被激活，5G毫米波有望在5G領域大放異彩，甚至為全球GDP增長貢獻不可或缺的力量。白皮書指出，5G毫米波使用更高的頻率，實現更快的速率，具備更大的系統容量和更強的業務能力，能夠幫助5G真正實現最初的承諾，有望充分釋放5G的全部潛能，是達成最初的全部願景的關鍵使能技術。
  • 5G核心技術之毫米波產業鏈梳理
    白皮書指出，5G毫米波能夠充分釋放5G的全部潛能，成為5G下一階段重點部署的核心技術之一；並且預計，在2022年北京冬奧會上，5G毫米波有望為觀眾、媒體轉播者、賽事組織者和運動員/裁判員等提供優質的觀賽體驗和完備的服務保障。 值得注意的是，iphone12系列4款機型於今日凌晨的蘋果發布會上正式亮相，4款機型均支持5G毫米波技術。
  • OPPO率先完成5G CPE的毫米波外場測試，推動毫米波商用
    除了高速率之外，毫米波的大帶寬還能帶來更低的空口時延，有利於高可靠、低時延業務的部署。以上數據充分體現了OPPO 5G CPE的優異性能，並且證明高功率毫米波終端設備具備大規模商用的可行性，為5G毫米波大規模商用提供了堅實的實驗數據基礎。
  • 高通徐晧博士：很高興能夠與中國夥伴一起推動5G毫米波的發展
    例如今年7月完成的5G標準新版本Rel-16，加入了毫米波集成接入及回傳（IAB）、增強型波束管理等特性，有助於新技術的投入應用，進一步發揮5G價值。在我國，早在今年3月，工信部就發布了《關於推動5G加快發展的通知》，提出要開展毫米波設備和性能測試，為5G毫米波技術商用做好儲備。在政策的引導下，產業鏈各方也積極推動5G新技術的發展。
  • 5G毫米波專題 | 中國移動張儷：5G毫米波尚需時間成熟，但未來可期
    張儷表示，第一，毫米波頻譜資源豐富，載波帶寬可達400MHz/800MHz，無線傳輸速率可達10Gbit/s以上；第二，毫米波波束窄、方向性好，有較高的空間分辨力；第三，毫米波波長短、天線尺寸小，大規模陣列的小型化、輕量化更易於實現；第四，毫米波子載波間隔大，單SLOT周期（120kHz）是低頻Sub-6G（30kHz）的1/4，空口時延降低，可滿足行業需求；第五，毫米波室內外隔離好，更有利於室內外使用不同幀結構時消除室內外幹擾
  • 全球超120家運營商爭相投資，5G毫米波 究竟有何魔力？
    通常認為毫米波頻率範圍為26.5～300GHz，帶寬高達273.5GHz。相比於Sub-6頻段分配資源時只能5MHz、10MHz、20MHz，毫米波可以輕鬆分配100MHz以上的帶寬資源，基於如此充沛的頻率帶寬資源，毫米波5G的無線傳輸速度可以輕鬆超過Sub-6數倍，無線傳輸速率可達10Gbit/s以上。
  • 沒有毫米波參與,5G只能算玩具
    那為什麼5G毫米波這麼「弱雞」卻倍受青睞，原因很簡單。5G毫米波載波頻率更高，信號帶寬更大。以60GHz頻段為例，每個信道的頻譜帶寬達到2.16GHz，相比之下，4G-LTE頻段可用頻譜帶寬只有100MHz。說白了就是5G毫米波網速很快，比Sub-6GHz的5G更快。
  • 沒有毫米波參與，5G只能算玩具
    除了速率高，毫米波還有不少其他的好處，毫米波的波束很窄，相同天線尺寸要比微波更窄，所以具有良好的方向性，能分辨相距更近的小目標或更為清晰地觀察目標的細節。以60GHz頻段為例，每個信道的頻譜帶寬達到2.16GHz，相比之下，4G-LTE頻段可用頻譜帶寬只有100MHz。說白了就是5G毫米波網速很快，比Sub-6GHz的5G更快。ITU IMT-2020規範要求5G速度可以達到20Gbit/s，單靠Sub-6GHz是搞不定的，得用上毫米波。 毫米波受到的頻段幹擾更少。
  • 「芯版圖」政策、技術探索加速，催生5G毫米波商用新機遇
    基於Sub 6GHz頻段的4G LTE蜂窩系統可使用的最大帶寬是100MHz，數據速率不超過1Gbps。而在毫米波頻段，可使用的最大帶寬是400MHz，數據速率高達10Gbps甚至更多。在5G時代，這樣的帶寬表現才能滿足用戶期待。
  • 5G毫米波劃定意味著什麼?
    中國移動研究院首席科學家易芝玲表示，目前，5G基於毫米波的技術標準已經完成，包括基於混合天線架構的波束管理流程等，此次頻段的確定，減少了毫米波商用頻段的不確定性，對後續各國家在相應頻段的測試和商用都會起到有效地推動作用。易芝玲同時指出，相對於低頻段，毫米波的覆蓋性能較差，在5G商用部署初期，尤其在中國，主要還會聚焦在Sub6GHz的頻段（重點是2.6GHz和3.5GHz）。
  • 中科院5G毫米波突破為華為5G助力！加油中國5G！
    今年4月，我國明確將5G納入新基建範疇，5G作為萬物智聯時代重要的基礎設施，網絡的帶寬、容量、速率和時延等指標正在尋求新的突破，產業界正在向更高頻段進行挖掘，具有大帶寬、高頻、低時延的毫米波技術備受關注。
  • 網速飆升，高通多方面支持，5G「商用新貴」毫米波到底是啥？
    一年一度的「科技圈春晚」——蘋果秋季發布會帶來了 iPhone 12 系列新品，無數用戶翹首以盼的5G版iPhone也如期而至，這也是蘋果首個iPhone 5G手機系列，更值得一提的是，這次所有iPhone 12機型上都搭載了完整的5G，包括對毫米波5G的支持。
  • 5G毫米波獲得新突破，有助釋放5G更多潛能
    ，闡述了如何在毫米波自身的寬頻段大帶寬低時延等優勢和傳輸距離受限中取得合理的平衡，從而獲得最優的性能。毫米波將為諸多應用場景帶來全新體驗和價值。從更大方面來看，正如同《證券時報》報導指出那樣，要建立覆蓋全球每個角落的寬帶通信網絡，消除信號盲點，必須推動寬帶衛星通信和5G毫米波通信這兩件「工具」商用落地。毫米波通信頻譜資源豐富，5G時代選擇使用毫米波頻段，速度就好比單車道升級為十車道。
  • 5G毫米波獲得新突破,有助釋放5G更多潛能
    國內方面，近日，中興通訊對外發布了《5G毫米波技術白皮書》，《白皮書》圍繞著毫米波關鍵技術，闡述了如何在毫米波自身的寬頻段大帶寬低時延等優勢和傳輸距離受限中取得合理的平衡，從而獲得最優的性能。並對對毫米波未來的技術演進提出了展望和預測。
  • 5G毫米波專題 | 毫米波釋放5G全部潛能
    是劣勢也是優勢與Sub-6GHz相比，毫米波具有四大優勢：一是毫米波頻譜資源豐富，用戶體驗速率更高；二是技術實現上毫米波通信時延更小；三是毫米波天線小、設備輕、量化容易實現，部署更加方便；四是毫米波由於點對點通信的機理，定位精度較Sub-6GHz更高。毫米波傳播主要以視距傳播和非視距傳播為主。但是，毫米波傳播損耗更大，容易被遮擋，是優勢也是劣勢。
  • 通信行業毫米波專題報告：毫米波發展如火如荼
    1）毫米波頻譜資源豐富，扭轉全球頻譜短缺困境；2） 毫米波大容量、高帶寬賦予 5G 更高性能，通信時延低提升用戶體驗速率； 3）毫米波具有天線小等特點，設備輕量化易於部署；4）毫米波波束窄， 方向性好，較 Sub-6GHz 更好提升定位精度。