國內5G建設加速 毫米波頻譜有望實(shí)現商用

  ICC訊  2020年，是業(yè)內公認的5G建設大年，在新基建大潮和政策的持續加碼下，5G蓄勢待發(fā)。眾所周知，5G頻段主要分為Sub-6GHz和毫米波(24GHz-86GHz)兩大類(lèi)，目前國內的5G場(chǎng)景應用都是在Sub-6GHz之下的案例。而毫米波作為高頻波，其因傳輸距離短、“一紙就能擋住信號”等劣勢，一直以來(lái)未能入運營(yíng)商“法眼”。但在Sub6GHz的5G網(wǎng)絡(luò )下，單用戶(hù)峰值速率仍在百兆水平。為滿(mǎn)足5G所期望的8大KPI指標，更大的帶寬資源只得向高頻方向探尋，毫米波頻段超高的傳輸速率、超大的容量和極低的時(shí)延，或成為5G下一階段發(fā)展的重要方向。

  毫米波或成5G發(fā)展關(guān)鍵

  根據3GPP協(xié)議規定，5G網(wǎng)絡(luò )主要使用兩段頻率：FR1頻段和FR2頻段。FR1頻段的頻率范圍是450MHz-6GHz，又稱(chēng)sub-6GHz頻段;FR2頻段的頻率范圍是24.25GHz-52.6GHz，通常被稱(chēng)為毫米波(mmWave)。業(yè)界對6GHz以下頻段已非常熟悉，當前4G LTE網(wǎng)絡(luò )都運行于該頻段，對于毫米波則相對陌生。

  所謂毫米波，是指波長(cháng)為1至10毫米的電磁波,具有帶寬大、波束窄的特點(diǎn)，在過(guò)去其僅用在衛星通信、雷達定位等軍事化領(lǐng)域。

  它的優(yōu)勢很突出，高速率、高容量，毫米波可提供高達400至800MHz極大的載波帶寬，相比4G的20MHz有數十倍提升，可將5G網(wǎng)絡(luò )的傳輸速率提高至10Gbps的水平。其劣勢也很明顯，毫米波傳輸距離短，中間如果有樹(shù)木遮擋、天氣如果下雨、霧霾都會(huì )對傳輸造成影響。這也是為什么在移動(dòng)通信發(fā)展的30年間，毫米波一直被處于移動(dòng)通信的“荒蕪之地”。

  隨著(zhù)5G建設浪潮到來(lái)，毫米波技術(shù)的推進(jìn)將會(huì )是關(guān)鍵。據悉，目前廣泛應用的基于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(guò)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甚至更高。在5G時(shí)代，這樣的帶寬表現才能滿(mǎn)足用戶(hù)對特定場(chǎng)景的需求。通俗地說(shuō)，就是5G毫米波網(wǎng)速很快，比Sub-6GHz的5G更快。ITU IMT-2020規范要求5G速度可以達到20Gbit/s，單靠Sub-6GHz是搞不定的，得用上毫米波。

  5G毫米波技術(shù)受重視

  5G的到來(lái)，讓越來(lái)越多的國家和公司開(kāi)始在毫米波頻譜中支持5G。歐美日韓等國已率先完成5G毫米波頻譜劃分,并部分開(kāi)始商用,重點(diǎn)為高價(jià)值區域提供高性能5G服務(wù)。其中，美國高通率先5G毫米波的研究，其推出了驍龍865和外掛X55基帶支持毫米波的5G芯片;三星正在韓國和美國研究毫米波技術(shù)。

  在我國，工信部前不久印發(fā)的《關(guān)于推動(dòng)5G加快發(fā)展的通知》(以下簡(jiǎn)稱(chēng)《通知》)提到，要持續加大5G技術(shù)研發(fā)力度，加強5G技術(shù)和標準研發(fā)。組織開(kāi)展5G行業(yè)虛擬專(zhuān)網(wǎng)研究和試點(diǎn)，打通標準、技術(shù)、應用、部署等關(guān)鍵環(huán)節。同時(shí)《通知》中還提到，要適時(shí)發(fā)布部分5G毫米波頻段頻率使用規劃，開(kāi)展5G行業(yè)(含工業(yè)互聯(lián)網(wǎng))專(zhuān)用頻率規劃研究，適時(shí)實(shí)施技術(shù)試驗頻率許可。

  工程院院士鄔賀銓表示，在頻率問(wèn)題上，我們現在是工作在6GHz(千兆赫茲)以下的頻段，這個(gè)頻段與毫米波頻段相比建網(wǎng)相對更快一些，但能得到的最高峰值帶寬不如毫米波頻段，所以未來(lái)中國5G還要采用毫米波頻段。

  未來(lái)幾年，預計將有超過(guò)15個(gè)國家加入5G毫米波俱樂(lè )部。

  實(shí)現商用仍需努力

  毫米波對未來(lái)5G的發(fā)展至關(guān)重要，同時(shí)，隨著(zhù)5G建設的加快，毫米波也將迎來(lái)廣闊的發(fā)展空間。

  據GSMA報告預測，在工業(yè)4.0場(chǎng)景和互聯(lián)交通運輸場(chǎng)景中部署5G毫米波應用將會(huì )帶來(lái)諸多益處。毫米波頻譜，特別是24.25-27.5GHz和37-43.5GHz頻段中的毫米波頻譜，能提供為大量數據密集型5G應用所需求帶寬而必須的連續頻譜。

  報告還預測了中國5G毫米波的應用場(chǎng)景結構，其中，垂直行業(yè)領(lǐng)域中的制造業(yè)和水電等公用事業(yè)是目前可見(jiàn)貢獻最大的行業(yè)，占貢獻總數的62%;其次是專(zhuān)業(yè)服務(wù)和金融服務(wù)占12%;信息通信和貿易占10%;然后是農業(yè)和礦業(yè)，最后是公共服務(wù)。在5G毫米波所帶來(lái)的創(chuàng )新服務(wù)推動(dòng)下，到2034年中國將占亞太地區2120億美元經(jīng)濟增長(cháng)額的53%。

  盡管如此，目前，毫米波要實(shí)現商用仍存在一些問(wèn)題需要解決。毫米波在通信中應用，5G是首次應用于蜂窩通信，之前都是用于點(diǎn)對點(diǎn)中繼或室內WLAN為主，在蜂窩通信中應用，需要的產(chǎn)業(yè)鏈與點(diǎn)對點(diǎn)傳輸會(huì )有所不同，包括對性能的需求，處理能力不會(huì )完全一致的，所以很多方面需要完善。有專(zhuān)家表示，毫米波相對于低頻段，整體產(chǎn)業(yè)鏈完善程度還不足夠，包括器件的成熟度等，還需要進(jìn)一步推動(dòng)整體產(chǎn)業(yè)鏈成熟。

  中國目前重點(diǎn)關(guān)注于sub-6GHz的5G商用，在這個(gè)窗口期，國內的毫米波上下游產(chǎn)業(yè)應該盡快技術(shù)積累，縮小與國外頂尖水平的差距，同時(shí)，3GPP對于52.6GHz以上通信標準在R17中準備立項，這部分頻率的通信標準還沒(méi)有完成，也需要推動(dòng)完成。另外，在什么樣的應用場(chǎng)景下能充分發(fā)揮毫米波的優(yōu)勢，降低劣勢，也是整個(gè)行業(yè)要充分論證的。