毫米波是5G不可或缺的一部分，助力5G釋放全部潛能，全球5G毫米波產業蓄勢待發。作爲5G的最佳搭檔，毫米波未來將如何發展？通信世界全媒體與你一起聚焦5G毫米波，共瞻5G毫米波蓄勢待發！

5G使用的頻段分爲6GHz以下頻段及毫米波。在6GHz以下頻段，超高速、大容量通信沒有得到明顯改善，而這些特性都符合毫米波波段特性。如今，5G建設如火如荼，毫米波自然引起業界關注。

根據2020年8月的數據，目前已經有22家運營商在全球範圍內部署了毫米波5G系統，美國、日本和韓國重點在28GHz頻段部署了商用網絡。同時美國還在考慮26GHz頻段商業化的情況。總體而言，毫米波產業尚未成熟，對於運營商及設備廠商而言，機遇與挑戰相伴相生。爲探究毫米波產業發展進度，解決毫米波在發展過程中遇到的挑戰，展望毫米波產業的未來，通信世界全媒體記者採訪了中國移動研究院無線與終端技術研究所高級研究員張儷。

毫米波具備多項優勢

與6GHz以下頻段相比，毫米波具有頻譜豐富、時延小等優勢。張儷表示，第一，毫米波頻譜資源豐富，載波帶寬可達400MHz/800MHz，無線傳輸速率可達10Gbit/s以上；第二，毫米波波束窄、方向性好，有較高的空間分辨力；第三，毫米波波長短、天線尺寸小，大規模陣列的小型化、輕量化更易於實現；第四，毫米波子載波間隔大，單SLOT週期（120kHz）是低頻Sub-6G（30kHz）的1/4，空口時延降低，可滿足行業需求；第五，毫米波室內外隔離好，更有利於室內外使用不同幀結構時消除室內外干擾。

毫米波最大的特點是大帶寬。在張儷看來，相較6GHz以下頻段，毫米波可提供更高的用戶體驗速率，可滿足公網及行業用戶超大容量併發的業務需求，進一步提升5G網絡能力。考慮到毫米波頻段損耗大，穿透和繞射能力差，易受外界環境影響，覆蓋距離受限，適用於反射徑豐富及空曠少隔離的區域，一般被用於容量層的補充、熱點覆蓋及固定無線接入等多類場景，如公網室內高容量熱點場景，如機場、火車站、大型商圈等；公網室外高容量熱點覆蓋，如遮擋不嚴重可舉行大型集會的廣場、體育場館、核心主幹道等；行業網上/下行高流量、低時延需求，如工業互聯網、高鐵站點、媒體、醫療等；固定無線接入FWA場景，解決獨棟或多層公寓商鋪的無線寬帶服務等。此外還有其它應用場景有待進一步探索。

“但我們仍需看到，毫米波頻段傳播損耗大、覆蓋能力偏弱，因此連續覆蓋難度大，應用場景受限。”張儷強調，這會導致毫米波網絡建設對基站產品技術要求較高，在目前尚未形成規模的情況下，設備及整體建網成本高。同時高頻段器件相對6GHz以下頻段的器件功耗效率低，將導致整機功率效率偏低。總體來看，不論是運營商的毫米波組網方案，還是設備廠商的成本控制都會面臨更大挑戰。

全球5G毫米波研究如火如荼

由於毫米波具備大帶寬、低時延等技術優勢，目前電信運營商對毫米波定位較爲清晰，即應用於公網業務熱點及高流量、低時延需求的高價值行業網。在張儷看來，美國由於5G初期無6GHz以下頻譜規劃，先行以毫米波發展FWA（固定接入）業務爲主，隨後提供eMBB業務，但部署規模有限，覆蓋連續性有待優化。日韓、歐洲等區域正在規劃商業應用。各國以應用需求爲導向，表現出區域性特徵，部署策略多種多樣。國內也正在積極開展毫米波頻譜規劃及技術研究工作，爲後續網絡建設做準備。

具體而言，全球自2018年上半年啓動毫米波頻譜拍賣，目前已有北美、亞太、歐洲等多個區域進行了毫米波頻段的頻譜分配，如美國於2020年完成24GHz（24.25GHz～24.45/24.75GHz～25.25GHz）、28GHz（27.5GHz～28.35 GHz）、37GHz（37GHz～38.6GHz）、39GHz（38.6GHz～40GHz）以及47GHz（47.2GHz～48.2GHz）頻譜拍賣，爲5G商用部署提供了充足的頻率資源。韓國於2019年完成28GHz（26.5GHz～29.5GHz）頻譜拍賣，歐洲毫米波頻譜集中在26GHz（24.25GHz～27.5GHz），部分國家已經完成頻譜拍賣工作。中國臺灣在2020年1月完成28GHz頻譜拍賣。張儷表示，WRC-19大會爲IMT劃分了17.25GHz頻段，我國涵蓋了26GHz頻段和40GHz頻段，共9.75GHz帶寬頻率，目前國內研究的重點是26GHz（24.75GHz～27.5GHz）。

“目前3GPP已經完成了Rel-15、Rel-16兩個版本的協議制定工作，並在進行Rel-17的標準化制定工作。”張儷表示，其中Rel-15的毫米波系統完成了基本功能的定義，包括基於多波束的同步與接入機制，天線端口的準共址映射關係、層一的RSRP測量與上報、波束失敗恢復等與毫米波波束管理和傳輸相關的技術。在Rel-16中，針對毫米波的系統配置進行了降低時延與開銷的優化工作，在Rel-17中針對移動性、更多場景以及更高頻段正在展開研究工作。具體的商用時間、商用版本和各國的頻率分配策略、時間相關，需要參考各個地區的政策法規而定。

毫米波的成熟尚需時間

毫米波技術頻譜資源豐富、可挖掘潛力深、應用前景廣闊，當前仍處於5G產業初期，毫米波的成熟尚需時間。張儷認爲，毫米波在技術方案、電性能指標、產品成熟度、成本等方面有待逐步優化。在芯片方面，5G毫米波國產芯片的量產能力有待驗證，目前主要集中於高校及研究所開發，亟待推動國內產業鏈成熟。此外，毫米波功放等器件效率低，導致整機功耗高，不利於規模商用。

在基站設備方面，毫米波應用技術和成熟度不高，設備成本目前偏高，不利於市場推廣，有待進一步研究降本方案；在終端設備方面，支持毫米波的終端種類和數量仍需豐富；在測試方案方面，毫米波的基站測試技術與6GHz以下頻段存在較大差異，部分性能、指標和可靠性測試方案還需進一步完善。

但張儷認爲，毫米波增強5G服務公衆、服務社會的能力是可以預期的。GSMA在《在毫米波頻段提供5G服務的社會經濟效益研究》中預測，2020—2034年，毫米波5G對全球GDP的貢獻將呈指數增長態勢，2034年將爲全球GDP貢獻5650億美元、貢獻稅收達1520億美元，歐盟在2019年10月發佈的《關於使用毫米波頻段在歐盟部署5G生態系統的研究》中指出，毫米波5G可用於提供大容量的eMBB服務（固定無線接入、高清視頻通信、虛擬/增強/混合現實），5G前傳/回傳，以及服務垂直行業如交通運輸（火車和公共汽車）、製造/工業自動化、電網通信、智慧城市、醫療應用、公共安全等。

張儷表示，中國移動積極推動毫米波技術的成熟，配合工信部開展了一系列室外站+商用終端（智能手機及CPE）的端到端測試，測試涵蓋直射徑覆蓋能力、穿透能力、速率時延等多類指標。此外，中國移動結合試點及測試，同步深入研究了毫米波室外傳播模型及波束賦形方案，對比分析多種基站硬件架構，並調研國內外芯片及設備產業能力，爲後續網絡建設進行了充分的技術積累。

（本文來源：《通信世界》2020年第26期，總第854期）

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作者：蔣雅麗

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