國內(nèi)5G建設(shè)加速 毫米波頻譜有望實現(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，目前國內(nèi)的5G場景應(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”等劣勢，一直以來未能入運營商“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6GHz以下頻段已非常熟悉，當(dāng)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，是指波長為1至10毫米的電磁波,具有帶寬大、波束窄的特點，在過去其僅用在衛(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。其劣勢也很明顯，毫米波傳輸距離短，中間如果有樹木遮擋、天氣如果下雨、霧霾都會對傳輸造成影響。這也是為什么在移動通信發(fā)展的30年間，毫米波一直被處于移動通信的“荒蕪之地”。

  隨著5G建設(shè)浪潮到來，毫米波技術(shù)的推進(jìn)將會是關(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時代，這樣的帶寬表現(xiàn)才能滿足用戶對特定場景的需求。通俗地說，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，讓越來越多的國家和公司開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,并部分開始商用,重點為高價值區(qū)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5G加快發(fā)展的通知》(以下簡稱《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)。組織開展5G行業(yè)虛擬專網(wǎng)研究和試點，打通標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)、應(yīng)用、部署等關(guān)鍵環(huán)節(jié)。同時《通知》中還提到，要適時發(fā)布部分5G毫米波頻段頻率使用規(guī)劃，開展5G行業(yè)(含工業(yè)互聯(lián)網(wǎng))專用頻率規(guī)劃研究，適時實施技術(shù)試驗頻率許可。

  工程院院士鄔賀銓表示，在頻率問題上，我們現(xiàn)在是工作在6GHz(千兆赫茲)以下的頻段，這個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，所以未來中國5G還要采用毫米波頻段。

  未來幾年，預(yù)計將有超過15個國家加入5G毫米波俱樂部。

  實現(xiàn)商用仍需努力

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

  據(jù)GSMA報告預(yù)測，在工業(yè)4.0場景和互聯(lián)交通運輸場景中部署5G毫米波應(yīng)用將會帶來諸多益處。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。

  報告還預(yù)測了中國5G毫米波的應(yīng)用場景結(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)是目前可見貢獻(xiàn)最大的行業(yè)，占貢獻(xiàn)總數(shù)的62%;其次是專業(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毫米波所帶來的創(chuàng)新服務(wù)推動下，到2034年中國將占亞太地區(qū)2120億美元經(jīng)濟(jì)增長額的53%。

  盡管如此，目前，毫米波要實現(xiàn)商用仍存在一些問題需要解決。毫米波在通信中應(yīng)用，5G是首次應(yīng)用于蜂窩通信，之前都是用于點對點中繼或室內(nèi)WLAN為主，在蜂窩通信中應(yīng)用，需要的產(chǎn)業(yè)鏈與點對點傳輸會有所不同，包括對性能的需求，處理能力不會完全一致的，所以很多方面需要完善。有專家表示，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)一步推動整體產(chǎn)業(yè)鏈成熟。

  中國目前重點關(guān)注于sub-6GHz的5G商用，在這個窗口期，國內(nèi)的毫米波上下游產(chǎn)業(yè)應(yīng)該盡快技術(shù)積累，縮小與國外頂尖水平的差距，同時，3GPP對于52.6GHz以上通信標(biāo)準(zhǔn)在R17中準(zhǔn)備立項，這部分頻率的通信標(biāo)準(zhǔn)還沒有完成，也需要推動完成。另外，在什么樣的應(yīng)用場景下能充分發(fā)揮毫米波的優(yōu)勢，降低劣勢，也是整個行業(yè)要充分論證的。