一文讀懂千億級5G毫米波市場的“道”“法”“術(shù)”資料下載

盡管新冠肺炎疫情讓5G在全球快速地進(jìn)行規(guī)模化部署的進(jìn)程受到了一定的影響，但整體來看，疫情對5G商用的影響是短暫且有限的。相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，迄今為止，全球已有超過45家OEM廠商已經(jīng)或即將宣布推出5G終端，超過50家運(yùn)營商部署了5G商用網(wǎng)絡(luò)，超過345家運(yùn)營商正在投資5G。從終端角度看，2022年5G手機(jī)出貨量預(yù)計(jì)將達(dá)到7.5億部，全球5G連接數(shù)預(yù)計(jì)將從2023年的10億個(gè)增長到2025年的28億個(gè)。 毫米波應(yīng)用價(jià)值巨大 眾所周知，6GHz以下(FR1)頻段和毫米波(FR2)頻段是承載5G部署的核心。目前來看，F(xiàn)R1頻段相對更加擁擠，除中國外，很少有國家能在6GHz以下為運(yùn)營商分配100M以上的連續(xù)頻譜；毫米波頻段雖然覆蓋能力相對較弱，但豐富的頻譜資源可以實(shí)現(xiàn)高速的數(shù)據(jù)傳輸，并顯著提高容量，對于充分釋放5G性能、容量、吞吐量的全部潛能而言至關(guān)重要。 根據(jù)GSMA《毫米波的應(yīng)用價(jià)值》報(bào)告，預(yù)計(jì)到2035年，5G毫米波將創(chuàng)造5650億美元的全球GDP，并產(chǎn)生1520億美元的稅收，占到5G創(chuàng)造總價(jià)值的25%。而另一份《5G毫米波在中國》的報(bào)告則指出，預(yù)計(jì)到2034年，在中國使用毫米波頻段所帶來的經(jīng)濟(jì)收益將達(dá)到1040億美元，其中垂直行業(yè)領(lǐng)域中的制造業(yè)和水電等公用事業(yè)占貢獻(xiàn)總數(shù)的62%，專業(yè)服務(wù)和金融服務(wù)占12%，信息通信和貿(mào)易占10%。 2019年世界無線電大會(huì)是毫米波發(fā)展史上的重要一刻。會(huì)議共完成了17.25GHz的毫米波頻譜劃分，包括24.25-27.5GHz、37-37.5GHz、45.5-47GHz、以及66-71GHz，極大地鼓舞了產(chǎn)業(yè)界對毫米波的信心，使得毫米波的發(fā)展又往前邁進(jìn)了一大步。 截止2020年8月，已有包括美國、日本和韓國在內(nèi)的22家運(yùn)營商在全球范圍內(nèi)部署了毫米波5G系統(tǒng)，超過120家運(yùn)營商正在積極投資毫米波。除了普遍看好的28GHz頻段外，美國還在積極推進(jìn)24GHz/26GHz/37GHz/39GHz的商業(yè)網(wǎng)絡(luò)部署；日本采用27.4-29.5GHz，每個(gè)運(yùn)營商可獲得400M頻譜，韓國運(yùn)營商則可以得到800M頻譜；歐盟屬于分階段部署，優(yōu)先采用24.25-27.5G頻段，德國、英國、意大利都在積極推進(jìn)，但頻譜相對較少，例如意大利5家運(yùn)營商各自分配到200M頻譜。 從標(biāo)準(zhǔn)成熟度來說，無論是中國采用的3.5GHz，還是美國主導(dǎo)的28GHz，兩者是同步的。例如Rel-16項(xiàng)目中已經(jīng)引入了許多支持毫米波的5G NR增強(qiáng)特性，包括支持小基站靈活部署的集成接入與回傳(Integrated Access Backhaul, IAB)技術(shù)，能夠重用頻譜和設(shè)備，節(jié)省開支；增強(qiáng)型波束管理，通過全波束優(yōu)化和多天線面板波束支持以改善時(shí)延、魯棒性和性能；雙連接優(yōu)化，可以幫助降低終端初始接入時(shí)延，并在連接多個(gè)節(jié)點(diǎn)時(shí)改善覆蓋；定位技術(shù)，能初步滿足定位精度需求，80%的情況下可實(shí)現(xiàn)室內(nèi)3米和室外10米的定位精度。同時(shí)，為了進(jìn)一步提升5G NR毫米波能效，R16還支持終端輔助節(jié)電、高效載波聚合運(yùn)行和C-DRX(基于聯(lián)網(wǎng)狀態(tài)下的非連續(xù)接收)等功能。 在Rel-17及未來版本項(xiàng)目中，更多支持毫米波5G NR增強(qiáng)的特性將被引入，包括優(yōu)化IAB支持分布式部署，從而幫助引入全雙工運(yùn)行和移動(dòng)中繼(例如汽車)，以提升容量、覆蓋和服務(wù)質(zhì)量；優(yōu)化的網(wǎng)絡(luò)覆蓋和波束管理以減少系統(tǒng)開銷、增強(qiáng)性能、提高網(wǎng)絡(luò)覆蓋；繼續(xù)擴(kuò)展頻譜范圍，支持從52.6GHz到71GHz的頻段以及免許可頻譜；支持eMBB之外的全新場景，將毫米波支持?jǐn)U展至直連通信、URLLC和工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域；持續(xù)增強(qiáng)定位技術(shù)，實(shí)現(xiàn)厘米級精度，更低時(shí)延和更高的容量。 除了物理層和系統(tǒng)設(shè)計(jì)之外，3GPP在射頻標(biāo)準(zhǔn)方面也對毫米波進(jìn)行了廣泛的支持，包括在R15階段針對運(yùn)營商關(guān)注的毫米波頻段做了單頻段標(biāo)準(zhǔn)化、在R16/R17階段進(jìn)一步支持毫米波頻段內(nèi)載波聚合，以及FR1和FR2跨頻段的載波聚合和雙鏈接等，基本可以滿足目前運(yùn)營商對毫米波部署的需求。后續(xù)，3GPP還將會(huì)考慮毫米波頻段之間的跨頻段載波聚合，進(jìn)一步豐富毫米波工作場景和頻段的組合。 盡管在毫米波頻段的分配和使用上，歐美國家比中國要先行一步。但由于5G屬于“新基建”戰(zhàn)略的重要組成部分，國內(nèi)三大運(yùn)營商在5G毫米波建設(shè)上的節(jié)奏也開始明顯加快。而愛立信(中國)高級標(biāo)準(zhǔn)化經(jīng)理王衛(wèi)分享的愛立信研究成果也表明，只有當(dāng)5G網(wǎng)絡(luò)在高頻部署有毫米波、中頻部署有Sub-6GHz與LTE、低頻部署有2G與3G網(wǎng)絡(luò)，再配合多載波聚合技術(shù)時(shí)，5G網(wǎng)絡(luò)的速率、覆蓋、時(shí)延三項(xiàng)指標(biāo)才能達(dá)到最優(yōu)。 中國聯(lián)通研究院無線技術(shù)研究部副主任李福昌表示，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。目前，除了重點(diǎn)打造三大場景——基于網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)熱點(diǎn)、場景智慧園區(qū)和基于合作伙伴的服務(wù)保障外，中國聯(lián)通正在通過開展冬奧場景的毫米波試點(diǎn)驗(yàn)證帶動(dòng)國內(nèi)毫米波產(chǎn)業(yè)鏈加速發(fā)展，預(yù)計(jì)將于2021年6月完成冬奧場館設(shè)備部署。