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!

2020年是5G加速發展的關鍵年,5G網絡的建設將會進一步帶動產業發展,促進信息消費升級。5G網絡高速率、大帶寬、廣連接的三大特點,也成爲了新一代信息社會的核心能力,促進着融合創新。毫米波是5G的重要組成部分,對運營商來說也是滿足行業能力要求的必要組成。

中國聯通網絡技術研究院副院長遲永生曾表示,隨着高容量、高速率、低時延的業務發展,業務對通信網絡不斷提出更高的要求,特別是以視頻爲基礎的機器視覺、AR/VR、遊戲等業務對於網絡提出了更高帶寬的需求。與此同時,現有的Sub-6G通信系統的頻段是有限的,因此通信頻段必然向更高的頻段,即毫米波的方向延伸。5G移動通信的基本架構將採用低頻段與毫米波段相結合的通信方式。

毫米波產業鏈進展

在毫米波產業進展方面,目前ITU已經明確毫米波使用頻段建議。另據GSA的統計,截至今年5月13日,來自7個國家和地區的28家運營商已經獲得毫米波頻率。“毫米波設備能力目前基本滿足要求。”中國聯通研究院無線技術研究部副主任李福昌表示,“廠家設備以宏站爲主,目前頻段以北美和日韓頻段爲主,可以開始基本功能驗證和外場試驗,但是規格和具體指標有待統一要求,部分功能如波束管理、移動性等有待進一步完善。”

李福昌表示,在產業進展方面,全球毫米波芯片和終端進展較快,但值得注意的是,國內毫米波終端能力待加強。數據顯示,在全球已經發布的終端設備中,有30.8%的終端設備支持毫米波,25%同時支持Sub-6G和毫米波。在目前已經商用的終端設備中,有17款支持毫米波。據瞭解,現有手機終端支持28GHz和39GHz微波回傳,新開發的26GHz毫米波應用可能還需要3~6個月,計劃在試驗頻譜分配3個月後投入試驗,在2021年第一季度具備產品化能力。

根據芯片情況,國內終端設備主要分爲兩種,裝載高通X55芯片的手機終端和裝載海思巴龍5000芯片的手機終端,均支持毫米波NSA組網,具備2T2R的MIMO能力。高通芯片手機當前支持100M單載波帶寬(未來有200M計劃),800M下行聚合帶寬,400M上行聚合帶寬;海思芯片手機支持200M單載波帶寬,800M下行聚合帶寬,400M上行聚合帶寬。總體來看,毫米波全球產業鏈已具備商用能力,設備功能和性能有待提高,終端能力有待提高。

政策助力5G毫米波技術發展

目前,我國毫米波試驗頻段爲24.75GHz~27.56GHz,三大運營商也均啓動了相關的試驗。遲永生認爲,毫米波優勢明顯,如頻譜資源豐富,載波帶寬可以達到400MHz~800MHz,無線傳輸的速率可以達到10Gbit/s以上;毫米波波束窄、方向性好,有極高的空間分辨率;毫米波元器件的尺寸小,相當於Sub-6G設備,毫米設備更容易小型化;子載波間隔較大,單SLOT週期(120KHz)是低頻Sub-6G(30KHz)的四分之一,空口時延降低;可爲5G系統帶來更大的通信能力和應用空間等。可以預見,隨着毫米波頻譜的發放,未來5G移動通信的基本架構將採用低頻段+毫米波頻段相結合的方式。

在遲永生看來,目前我國毫米波的發展充滿機遇。一方面,多項政策助力5G技術發展。2020年政府在多次會議和文件中提到,要推動我國5G和“新基建”的發展;在工信部發布推動5G快速發展的通知中,兩次提到“毫米波”,積極開展5G毫米波測試驗證工作。另一方面,2020年三大運營商也積極推動5G基礎建設,運營商計劃提前一個季度完成全年建設目標。此外,毫米波將帶來巨大的經濟效益,GSMA發佈的經濟預測報告顯示,預計到2034年,毫米波段將爲中國帶來1000多億美元經濟效益。

5G 毫米波應用尚存四大挑戰

5G毫米波優勢明顯,但在當前階段,仍存在很大的挑戰。在李福昌看來,當前5G毫米波應用還存在以下四大挑戰。

首先,組網能力需驗證。在業務和組網能力進一步驗證後,才能爲規模應用做好充分準備。李福昌建議,驗證SA方式下高低頻混合組網的功能、性能,需要確定組網方案,滿足業務要求。

其次,設備體系不健全。一體化微RRU設備未出現,尚無法滿足運營商多樣化場景需求。

再次,目前業務前景不明確。業務領域和場景需要進一步聚焦,明確2B場景的整體技術方案和商用模式。李福昌建議,結合AI、MEC、大上行傳輸等技術對毫米波的業務能力進行擴展。

最後,頻譜發放影響部署節奏。在李福昌看來,頻譜的發放決定毫米波應用部署的時間節點,進而會影響毫米波部署的節奏和規模。頻譜規劃計劃將毫米波應用於高通量層,用作大流量業務傳輸,若時間窗提前,還將會激活更多創新應用的可能性。因此,建議統籌考慮移動通信產業發展,爲運營商分配毫米波頻段。

遲永生也認爲,現階段我國的毫米波以及產業鏈的發展尚且落後於美國、日本、韓國,毫米波的關鍵技術、核心器件和芯片等方面也有待進一步完善和提高。

中國聯通搶佔毫米波技術和部署先機

一直以來,中國聯通致力於積極推動毫米波產業發展,在新技術研究、新生態構建、打造毫米波標準體系、新設備研發等方面加速推進毫米波產業鏈進展。李福昌表示:“中國聯通的毫米波部署將跟隨國家頻譜政策,通過試點試驗帶動產業鏈加速進展。”總體來看,中國聯通將通過開展冬奧場景毫米波試驗,帶動國內產業鏈加速發展,服務科技冬奧,展示中國通信行業實力,體現國企風範,在行業內率先形成產業生態,做好設備、芯片、終端的準備,搶佔技術和部署先機。

爲達成這一目標,中國聯通具體將在4個方面開展工作:在技術方面,進一步明確基於R16版本的毫米波相關技術要求,完善毫米波組網技術方案;在試驗方面,申請試驗頻段,完成內外場驗證測試,驗證和完善毫米波組網方案;在產品方面,發佈技術要求,推動設備和終端開發,爲網絡和應用做好準備;在新應用方面,構建行業生態,制定冬奧觀賽、參賽、辦賽各創新業務應用的整體解決方案。

(本文來源:《通信世界》2020年第26期,總第854期)

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作者:範卉青

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