為5G毫米波商用蓄力

高超

在全球快速部署6GHz以下5G商用網(wǎng)絡(luò)的同時(shí)，5G毫米波也在產(chǎn)業(yè)鏈的積極推動(dòng)下逐漸掙脫桎梏，為商用蓄力。

據(jù)了解，全球超過(guò)35個(gè)國(guó)家和地區(qū)已經(jīng)部署商用5G網(wǎng)絡(luò)，商用5G的運(yùn)營(yíng)商已經(jīng)超過(guò)80家。其中，北美、歐洲、亞洲和澳大利亞等地運(yùn)營(yíng)商開(kāi)始使用24GHz以上的毫米波頻段部署5G網(wǎng)絡(luò)。

而這些網(wǎng)絡(luò)的部署，可以為今后全球運(yùn)營(yíng)商推進(jìn)5G毫米波商用積累寶貴的經(jīng)驗(yàn)。

優(yōu)勢(shì)挑戰(zhàn)并存

目前，全球5G部署基于兩大類頻段，一個(gè)是6GHz以下頻段，另一個(gè)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(lái)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的多樣性需求，但基于該頻段的網(wǎng)絡(luò)部署和商用也充滿挑戰(zhàn)。

高通公司工程技術(shù)高級(jí)總監(jiān)駱濤博士認(rèn)為，毫米波最大的優(yōu)點(diǎn)是帶寬資源比較豐富，能夠提供極大的網(wǎng)絡(luò)容量。

Ookla基于其旗下Speedtest應(yīng)用的大量實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的最新分析顯示，6GHz以下頻段5G網(wǎng)絡(luò)平均下載速率比4G LTE快5倍，而毫米波網(wǎng)絡(luò)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(jī)都能利用載波聚合或波束聚合實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸，在減少干擾的同時(shí)支持密集的空間復(fù)用。5G毫米波還具備低時(shí)延的特性，能夠支持一系列全新服務(wù)，例如云游戲或云計(jì)算。

鑒于這些優(yōu)良特性，5G毫米波將為包括運(yùn)營(yíng)商、服務(wù)提供商、場(chǎng)館所有者、設(shè)備廠商和終端廠商在內(nèi)的移動(dòng)生態(tài)系統(tǒng)創(chuàng)造價(jià)值。中國(guó)聯(lián)通研究院無(wú)線技術(shù)研究部副主任李福昌指出，隨著5G的發(fā)展，以及行業(yè)應(yīng)用拓展，通信頻段必然向毫米波方向發(fā)展。

不過(guò)需要指出的是，5G毫米波網(wǎng)絡(luò)的部署也面臨諸多挑戰(zhàn)。首先，表現(xiàn)為覆蓋范圍有限且部署成本昂貴，需要運(yùn)營(yíng)商部署大量小基站。其次，僅支持視距傳輸，物體的阻擋會(huì)嚴(yán)重影響信號(hào)的傳播。再次，此前僅大量應(yīng)用于固定用例，比如無(wú)線回傳和衛(wèi)星。最后，要求終端外形尺寸較大，帶來(lái)散熱方面的挑戰(zhàn)。

產(chǎn)業(yè)鏈共推毫米波

盡管困難重重，但是全球移動(dòng)通信產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)正在通力合作，共同應(yīng)對(duì)挑戰(zhàn)，使毫米波可以應(yīng)用于移動(dòng)通信。據(jù)了解，在領(lǐng)先企業(yè)的積極探索下，行業(yè)已經(jīng)找到了新的解決方案，克服了毫米波移動(dòng)化所帶來(lái)的一些困難。

針對(duì)覆蓋范圍和成本問(wèn)題，高通公司通過(guò)先進(jìn)的波束成形技術(shù)，實(shí)現(xiàn)超過(guò)150米的毫米波傳輸，這在仿真實(shí)驗(yàn)、外場(chǎng)測(cè)試中都得到了驗(yàn)證，毫米波能夠?qū)崿F(xiàn)與現(xiàn)有熱點(diǎn)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(yīng)波束導(dǎo)向與切換能夠解決毫米波易受阻擋的難題，支持穩(wěn)健的移動(dòng)性。

在移動(dòng)生態(tài)協(xié)作下，多樣化的毫米波終端已經(jīng)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(fā)器，支持緊湊纖薄的5G手機(jī)設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)手機(jī)性能最大化。據(jù)悉，該產(chǎn)品支持的一加8毫米波版已于今年4月在北美上市，這款旗艦手機(jī)厚度僅為8毫米。在一加之外，中興和移遠(yuǎn)通信等廠商已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了毫米波在移動(dòng)熱點(diǎn)產(chǎn)品和模組上的商用。

據(jù)介紹，國(guó)內(nèi)三大運(yùn)營(yíng)商和產(chǎn)業(yè)界正在一起進(jìn)行毫米波的外場(chǎng)測(cè)試。中國(guó)移動(dòng)研究院無(wú)線和終端技術(shù)研究所副所長(zhǎng)李男表示，測(cè)試的結(jié)果跟理論的分析數(shù)值還是比較吻合的，有效提升了行業(yè)對(duì)毫米波的信心，我們認(rèn)為在毫米波會(huì)在2022年具備規(guī)模商用的能力，我們希望以SA為基礎(chǔ)部署毫米波網(wǎng)絡(luò)。

可以期待，毫米波將在2022年的北京冬奧會(huì)大放異彩。據(jù)悉，中國(guó)聯(lián)通通過(guò)開(kāi)展冬奧場(chǎng)景的毫米波試點(diǎn)驗(yàn)證，正帶動(dòng)國(guó)內(nèi)毫米波產(chǎn)業(yè)鏈加速發(fā)展。

當(dāng)然，這并非終點(diǎn)。隨著5G移動(dòng)毫米波演進(jìn)，產(chǎn)業(yè)鏈正在積極突破技術(shù)邊界，在5G R16版本凍結(jié)之后，準(zhǔn)備將更多支持毫米波的5G NR增強(qiáng)特性引入5G R17及未來(lái)版本中，例如優(yōu)化集成接入及回傳，支持分布式部署;引入優(yōu)化的網(wǎng)絡(luò)覆蓋和波束管理，減少系統(tǒng)開(kāi)銷、增強(qiáng)性能、提高網(wǎng)絡(luò)覆蓋;頻譜也將得到進(jìn)一步擴(kuò)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范圍……