毫米波三大優(yōu)勢助力釋放5G全部潛能

當前，5G商用正在不斷擴展，覆蓋亞洲、北美、歐洲、中東及非洲、拉丁美洲、澳大利亞等國家和地區(qū)。全球超過35個國家已經(jīng)部署商用5G網(wǎng)絡(luò)，超過80家運營商已經(jīng)部署商用5G網(wǎng)絡(luò)。而對于5G頻譜，不同的國家和地區(qū)有著不同的選擇，部分國家和地區(qū)選擇的是6GHz以下的頻譜，也有很多區(qū)域在選擇毫米波的頻譜。

10月12日，為進一步討論5G毫米波的未來，釋放5G全部潛能，推進5G毫米波產(chǎn)業(yè)發(fā)展，由GSMA主辦，信通傳媒·通信世界全媒體承辦，高通公司作為技術(shù)合作伙伴的“5G毫米波產(chǎn)業(yè)高峰論壇”在北京麗晶酒店召開。高通中國區(qū)研發(fā)負責(zé)人徐晧表示，毫米波頻段豐富的帶寬資源對于提升5G性能和容量，降低時延而言至關(guān)重要。它能夠充分釋放5G全部潛能，創(chuàng)造全新機遇。

利用毫米波三大優(yōu)勢，釋放5G全部潛能

5G要想成功商用離不開終端、網(wǎng)絡(luò)的支撐，更離不開頻譜的支持。5G部署基于兩大類頻段：一個是6GHz以下（FR1）頻段，另一個是毫米波（FR2）頻段。在徐晧看來，毫米波具備三大優(yōu)勢，能進一步釋放5G潛能，加速5G賦能千行百業(yè)。

毫米波最大優(yōu)勢之一是大帶寬。Ookla旗下Speedtest應(yīng)用最新數(shù)據(jù)分析顯示，基于6GHz以下頻段（比如3.5GHz、2.6GHz）的現(xiàn)網(wǎng)實測，發(fā)現(xiàn)5G下載速率比4G LTE快5倍，而與6GHz以下頻段相比，5G毫米波終端的實測平均下載速度快4倍，平均速率高達900Mbps，峰值速率超過2Gbps。徐晧表示，帶寬是通信中最重要的資源，要想實現(xiàn)更高的下載速率，最簡單的方式就是把帶寬變寬。毫米波擁有從24GHz到100GHz范圍內(nèi)的非常大的帶寬，比當前3G/4G使用的帶寬多25倍，這意味著不用很復(fù)雜的通信技術(shù)就能夠?qū)崿F(xiàn)速率的提高，這為毫米波應(yīng)用帶來巨大優(yōu)勢。

毫米波的第二個重要優(yōu)勢是低時延。毫米波技術(shù)支持減少子幀的時長，可以在很短的時間內(nèi)把信息傳輸出去，并且在很快就能反饋收到或者沒有收到這個信息，能夠降低通信時延。

毫米波的第三個優(yōu)勢是大容量。徐晧舉例稱，如果單個用戶要下載一部高清電影，可能僅需要幾秒鐘，不會長期處于下載狀態(tài)。但是如果大會議室內(nèi)有幾百人，或者體育場館里有上千甚至一萬人，大量用戶同時進行數(shù)據(jù)下載，與只有單個用戶下載時相比，對無線通信的帶寬和下載速率的要求不一樣。而毫米波能夠很好地滿足大量用戶的無線通信需求，提供更大的容量。

總之，無論是理論值還是實測數(shù)據(jù)，毫米波的通信速率都比當前6GHz以下頻段的速率高很多。根據(jù)GSMA報告，預(yù)計到2034年在中國使用毫米波頻段所帶來的經(jīng)濟受益將產(chǎn)生約1040億美元的效應(yīng)。毫米波將為諸多應(yīng)用場景帶來全新體驗和價值。

克服挑戰(zhàn)，實現(xiàn)毫米波移動化

5G毫米波具備多方面優(yōu)勢，但基于毫米波的覆蓋范圍小、衰減快、易受干擾等特點，曾經(jīng)業(yè)界普遍認為移動毫米波難以商用。但高通針對移動終端推出多代商用解決方案支持毫米波應(yīng)用，積極聯(lián)合行業(yè)伙伴克服技術(shù)挑戰(zhàn)，證明了毫米波可以用于移動通信，并持續(xù)推動毫米波技術(shù)演進及應(yīng)用擴展，實現(xiàn)了毫米波技術(shù)和產(chǎn)品的成熟。

第一，由于毫米波的頻率高，所以信道衰減大，傳輸路徑上有任何東西阻擋，例如墻壁或樹木，都會對毫米波的傳輸產(chǎn)生障礙，較大的路徑損耗意味著覆蓋范圍僅限于數(shù)百英尺，因此需要大量小型基站，成本也會更高。針對毫米波覆蓋范圍有限且成本昂貴的挑戰(zhàn)，徐晧表示，一方面可以將6GHz以下和毫米波結(jié)合起來，利用6GHz以下的低頻段做全國范圍的5G覆蓋，而在需要大容量高速率的場景中使用毫米波實現(xiàn)非常好的熱點覆蓋；另一方面，在重點應(yīng)用場景中部署毫米波網(wǎng)絡(luò)，例如奧林匹克場館、音樂廳、商場、交通樞紐等，不僅成本相對低很多，而且能達到比較好的覆蓋效果。

第二，有人認為毫米波只能夠?qū)崿F(xiàn)視距傳輸，而事實是毫米波支持視距和非視距傳輸。徐晧認為，除視距傳輸以外，非視距傳輸時反射波也很強，在毫米波覆蓋的情況下也能做到很好的傳輸。為了讓毫米波支持非視距傳輸，一個比較好的技術(shù)手段是波束成形，將大量天線的能量都集中到某個方向，從而使信號向特定的方向增強。徐晧指出，由于天線的大小跟頻率是成反比的，頻率越高天線越小，所以毫米波天線可以做得非常小，在同一面積下容納更多的天線單元，并通過波束成形等技術(shù)支持非視距傳播。此外，大規(guī)模天線技術(shù)是毫米波能夠得到商用的另外一項技術(shù)。

第三，行業(yè)以前認為，毫米波只能用于固定的用例，但高通公司現(xiàn)在已經(jīng)可以把毫米波用到移動通信領(lǐng)域，甚至可以穩(wěn)健地支持搭載在無人機上的移動通信。

第四，毫米波移動化的挑戰(zhàn)之一是要求終端外形尺寸較大。高通已經(jīng)推出了毫米波模組，在非常緊湊的尺寸中集成了天線、射頻前端、收發(fā)器。一部手機可以采用多個這樣的毫米波模組，不僅滿足智能手機緊湊纖薄的設(shè)計需求，同時滿足功耗需求并提供最大化的性能。

值得注意的是，并不是所有地方都需要覆蓋毫米波，毫米波最重要的應(yīng)用場景是企業(yè)室內(nèi)部署、室內(nèi)/室外場館或交通樞紐等最需要大容量、高速率的地方。

徐晧以5G NR毫米波面向地鐵站部署為例，展示了5G毫米波的商用價值所在。在人山人海的地鐵站，如果每個人都使用手機，網(wǎng)絡(luò)速度會很慢。針對這個場景，高通提出兩種解決方案：一種是Wi-Fi，目前很多地鐵站都部署了Wi-Fi，人們可以通過Wi-Fi實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)連接；另一種解決方案，是將5G NR毫米波天線與現(xiàn)有Wi-Fi接入點共址，將Wi-Fi基站變成毫米波基站。通過將5G毫米波天線與現(xiàn)有Wi-Fi接入點共址，能夠在28GHz頻段實現(xiàn)顯著覆蓋：下行鏈路覆蓋率約為96%，上行鏈路覆蓋率約為97%。共址后還能實現(xiàn)數(shù)千兆速率用戶體驗，下行鏈路中值突發(fā)速率約4.6Gbps，這意味著如果在地鐵站等人流非常多的場景下部署毫米波，用戶體驗將會得到非常大的提升。

攜手產(chǎn)業(yè)鏈，加速毫米波商用

技術(shù)演進永不止步，在標準制定、產(chǎn)品創(chuàng)新、技術(shù)演進的道路上，高通一直積極參與，加速推動5G毫米波的商用。

“5G的第一個版本即Rel-15已經(jīng)實現(xiàn)商用，5G的第二個版本即Rel-16也已經(jīng)完成。在Rel-16中，我們引入了許多支持毫米波的5G NR增強特性，例如集成接入及回傳（IAB）、增強型波束管理、雙連接優(yōu)化、節(jié)電特性及定位技術(shù)等。在Rel-17及未來版本項目中將引入更多支持毫米波的5G NR增強特性?！毙鞎壢缡钦f。

在高通最為擅長的芯片領(lǐng)域，高通一騎絕塵。雖然今年只是5G商用的第二年，高通公司已經(jīng)推出了三代驍龍5G調(diào)制解調(diào)器及射頻系統(tǒng)。第一代驍龍X50，通過非獨立組網(wǎng)（NSA）支持6GHz以下和毫米波頻段，在4G通信的基礎(chǔ)上支持5G連接。第二代驍龍X55，可以通過非獨立組網(wǎng)（NSA）和獨立組網(wǎng)（SA）來支持6GHz以下和毫米波頻段，也支持全球多SIM卡，同時也有一系列特性的提高。最新一代驍龍X60，支持全球5G通信標準和所有主要市場的頻段，支持強大的頻譜聚合功能和Voice over NR等。不僅是特性不斷增強，從制程工藝上來說，驍龍X50、驍龍X55和驍龍X60的5G基帶從10納米到7納米再到5納米，持續(xù)突破移動技術(shù)邊界。

目前，高通公司在中國和合作伙伴一起積極推動毫米波的測試驗證。2019年10月，高通公司和中興通訊實現(xiàn)了中國首個基于智能手機的5G毫米波互操作性測試。今年9月份，高通公司在信通院MTNet實驗室率先完成了基于3GPP Rel-16 MIMO OTA測試方法的毫米波性能測試，采用的是今年7月初凍結(jié)的5G第二個版本Rel-16的測試方法；此外，高通公司也是首家參與并通過全部10項26GHz 5G毫米波射頻測試的芯片廠商。據(jù)了解，在IMT-2020（5G）推進組的組織下，高通5G毫米波技術(shù)已經(jīng)完成了互操作性測試、性能、射頻等多個方面的關(guān)鍵測試。

“我們的研發(fā)和標準團隊也已經(jīng)對Rel-17展開研究，之后也會不斷向Rel-18、Rel-19和Rel-20等未來版本推進。未來，我們還會繼續(xù)推動6G以及更多技術(shù)的發(fā)展和飛躍。我們非常希望和國內(nèi)所有企業(yè)一起推動科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，為5G、6G等科技作出貢獻。”徐晧在演講最后表示。
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