國(guó)內(nèi)5G建設(shè)加速 毫米波頻譜有望實(shí)現(xiàn)商用

  ICC訊  2020年，是業(yè)內(nèi)公認(rèn)的5G建設(shè)大年，在新基建大潮和政策的持續(xù)加碼下，5G蓄勢(shì)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(guó)內(nèi)的5G場(chǎng)景應(yīng)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(hào)”等劣勢(shì)，一直以來(lái)未能入運(yùn)營(yíng)商“法眼”。但在Sub6GHz的5G網(wǎng)絡(luò)下，單用戶峰值速率仍在百兆水平。為滿足5G所期望的8大KPI指標(biāo)，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(jù)3GPP協(xié)議規(guī)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sub-6GHz頻段;FR2頻段的頻率范圍是24.25GHz-52.6GHz，通常被稱為毫米波(mmWave)。業(yè)界對(duì)6GHz以下頻段已非常熟悉，當(dāng)前4G LTE網(wǎng)絡(luò)都運(yùn)行于該頻段，對(duì)于毫米波則相對(duì)陌生。

  所謂毫米波，是指波長(zhǎng)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(wèi)星通信、雷達(dá)定位等軍事化領(lǐng)域。

  它的優(yōu)勢(shì)很突出，高速率、高容量，毫米波可提供高達(dá)400至800MHz極大的載波帶寬，相比4G的20MHz有數(shù)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(shì)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(duì)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5G建設(shè)浪潮到來(lái)，毫米波技術(shù)的推進(jìn)將會(huì)是關(guān)鍵。據(jù)悉，目前廣泛應(yīng)用的基于sub-6GHz頻段的4G LTE蜂窩系統(tǒng)可使用的最大帶寬是100MHz，數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)速率高達(dá)10Gbps甚至更高。在5G時(shí)代，這樣的帶寬表現(xiàn)才能滿足用戶對(duì)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(guī)范要求5G速度可以達(dá)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(guó)家和公司開(kāi)始在毫米波頻譜中支持5G。歐美日韓等國(guó)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(qū)域提供高性能5G服務(wù)。其中，美國(guó)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(guó)和美國(guó)研究毫米波技術(shù)。

  在我國(guó)，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《通知》)提到，要持續(xù)加大5G技術(shù)研發(fā)力度，加強(qiáng)5G技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)、應(yīng)用、部署等關(guān)鍵環(huán)節(jié)。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(guī)劃，開(kāi)展5G行業(yè)(含工業(yè)互聯(lián)網(wǎng))專(zhuān)用頻率規(guī)劃研究，適時(shí)實(shí)施技術(shù)試驗(yàn)頻率許可。

  工程院院士鄔賀銓表示，在頻率問(wèn)題上，我們現(xiàn)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(duì)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(guó)5G還要采用毫米波頻段。

  未來(lái)幾年，預(yù)計(jì)將有超過(guò)15個(gè)國(guó)家加入5G毫米波俱樂(lè)部。

  實(shí)現(xiàn)商用仍需努力

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

  據(jù)GSMA報(bào)告預(yù)測(cè)，在工業(yè)4.0場(chǎng)景和互聯(lián)交通運(yùn)輸場(chǎng)景中部署5G毫米波應(yīng)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(shù)據(jù)密集型5G應(yīng)用所需求帶寬而必須的連續(xù)頻譜。

  報(bào)告還預(yù)測(cè)了中國(guó)5G毫米波的應(yīng)用場(chǎng)景結(jié)構(gòu)，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(xiàn)最大的行業(yè)，占貢獻(xiàn)總數(shù)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(mào)易占10%;然后是農(nóng)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(guó)將占亞太地區(qū)2120億美元經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)額的53%。

  盡管如此，目前，毫米波要實(shí)現(xiàn)商用仍存在一些問(wèn)題需要解決。毫米波在通信中應(yīng)用，5G是首次應(yīng)用于蜂窩通信，之前都是用于點(diǎn)對(duì)點(diǎn)中繼或室內(nèi)WLAN為主，在蜂窩通信中應(yīng)用，需要的產(chǎn)業(yè)鏈與點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳輸會(huì)有所不同，包括對(duì)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(duì)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(guó)目前重點(diǎn)關(guān)注于sub-6GHz的5G商用，在這個(gè)窗口期，國(guó)內(nèi)的毫米波上下游產(chǎn)業(yè)應(yīng)該盡快技術(shù)積累，縮小與國(guó)外頂尖水平的差距，同時(shí)，3GPP對(duì)于52.6GHz以上通信標(biāo)準(zhǔn)在R17中準(zhǔn)備立項(xiàng)，這部分頻率的通信標(biāo)準(zhǔn)還沒(méi)有完成，也需要推動(dòng)完成。另外，在什么樣的應(yīng)用場(chǎng)景下能充分發(fā)揮毫米波的優(yōu)勢(shì)，降低劣勢(shì)，也是整個(gè)行業(yè)要充分論證的。