張心怡
毫米波是5G發展的重要方向,也是充分釋放5G潛力的必要條件。在中低頻段頻譜資源日漸緊張的情況下,高頻段的毫米波像一片未經開墾的大陸,擁有連續可用的超大帶寬資源,為5G的長期發展和關鍵場景的拓展提供支撐。
在8月27日舉辦的“毫米波技術深入解讀研討會”上,高通公司工程技術高級總監駱濤指出,毫米波將為包括運營商、服務提供商、設備廠商和終端廠商在內的移動生態系統創造價值,高通將持續推動毫米波技術創新,助力釋放5G全部潛能。
毫米波商用步伐加快
全球5G正處于商用部署的關鍵時期,熱點應用對于高頻、大帶寬的需求更加突出,毫米波的重要性也日漸凸顯。得益于國際組織和世界各國的布局,毫米波在頻譜標準化、系統架構芯片模組、測量、終端等方面取得一系列積極進展。
在頻譜資源方面,經過“2019年世界無線電通信大會”的討論和國際電信聯盟的決議,5G毫米波獲得了總計17.25GHz的頻譜。GSA統計數據顯示,截至5月13日,來自7個國家的28個運營商已經獲得毫米波頻率。
在標準方面,在3GPPR15中,毫米波和3.5GHzNR系統同步標準化,目前已經形成了2019.6.30版本,其標準成熟度與3.5GHz的NR系統相同。
在芯片模組方面,全球主要的移動處理器芯片廠商陸續推出或計劃推出毫米波產品,其中高通的商用步伐相對較快。高通推出的驍龍X50.X55X60三代5G基帶芯片組均支持毫米波。同時,高通還推出了毫米波天線模組,緊湊的封裝尺寸讓一部智能手機可集成多達4個模組,滿足OEM廠商在小型化設備中進行天線設計的需求。搭配X60使用的新一代QTM535毫米波天線模組,較。上一代產品具有更緊湊的設計,支持OEM廠商打造更纖薄的5G手機。搭載驍龍865和X55的一加8手機毫米波版已于今年4月在北美上市,這款旗艦手機的厚度僅為8毫米。
GSA數據顯示,在全球已發布的5G終端中,22.3%支持毫米波頻譜,16.8%同時支持Sub-6GHz和毫米波。在已商用的5G終端中,19.1%支持毫米波。
中國聯通研究院無線技術研究部副主任李福昌表示,全球毫米波芯片和終端進展較快,設備功能和性能以及終端能力有待提高??傮w來看,毫米波全球產業鏈已具備商用能力。
破解毫米波移動化難題
毫米波的短波長和窄光束特性讓信號分辨率、傳輸安全性以及傳輸速度得以增強,但也顯示出了傳輸距離大大縮減、信號穿透能力較差等局限性。駱濤指出,移動毫米波的部署面臨四項挑戰:一是覆蓋范圍有限,需要大量小型基站,導致部署成本昂貴;二是手部、身體、墻體、植被、雨滴等物體的阻擋會嚴重影響信號傳播;三是僅可用于固定用例,已經驗證的毫米波商用部署僅面向無線回傳和衛星;四是由于帶寬更大、能耗更高,為終端小型化帶來嚴峻的散熱挑戰。
在移動環境下,如何才能實現毫米波的高速穩定連接?經過一系列的技術開發與驗證測試,高通形成了四項解決方案。一是借助共址實現顯著覆蓋;二是支持視距和非視距(NLOS)傳輸,利用路徑分集和反射,引領先進的波束成形和波束追蹤技術發展;三是通過自適應波束導向實現切換,克服手部、頭部、身體和植被的阻擋;四是持續優化調制解調器、射頻和天線產品,應對外形尺寸和散熱的挑戰,推動終端創新。
為了驗證移動毫米波的可行性,高通在美國圣迭戈市進行了5G毫米波OTA外場測試。在人群阻擋等復雜場景下,以及將手機固定在無人機上高速移動等極端場景下,搭載高通毫米波調制解調器的移動終端仍然能夠保持高速網絡連接。
“通過提供調制解調器,端到端的系統設計,以及在關鍵技術方面建立先進的原型系統,并對其實際性能進行驗證,高通已經克服了毫米波在技術和商業化方面的諸多障礙?!瘪槤f。
通過毫米波釋放5G潛能
跟隨5G技術版本的持續演進,毫米波的應用場景將不斷擴展。5G的第一版標準Rel-15推動5G進入智能手機、汽車、筆記本電腦、XR設備等全新終端。在Rel-16與Rel-17中,5G將進入工業物聯網、智慧交通、精準定位等垂直行業,催生新的終端和用例。GSMA首席監管官JohnGiusti表示,從2020年到2034年的15年時間里,對毫米波頻譜資源的利用有望推動全球GDP增長5650億美元。
針對毫米波的技術演進,高通提出了集成接人與回傳(IAB)方案,靈活拓展毫米波覆蓋。該方案結合毫米波接入、毫米波回傳光纖回傳等鏈路,靈活分配無線資源,動態滿足不同時段、不同地點的流量需求。同時,高通將基于終端輔助節電、高效載波聚合運行、多面板波束管理等技術開發,進一步提升5GNR毫米波能效。
“十年磨一G',如今5G剛剛拉開序幕,展現了強勁的發展勢頭。高通希望和大家一起合作,推動5G在下個十年里廣泛應用于各行各業?!瘪槤f。