告別“波瀾不驚”：毫米波將成5G下一段旅程

Labs 導(dǎo)讀

毫米波是5G不可或缺的一部分，助力5G釋放全部潛能。然而兩者的關(guān)系比我們想象中的還要微妙。

中國移動研究院首席科學(xué)家易芝玲三年前曾說過，“5G這個小鮮肉要去追毫米波這個白富美，還得繼續(xù)努力。”如今，這個差距正逐漸縮小。假以時日，兩者一定會成為最佳“拍檔”。

所謂的“愛恨情仇”

毫米波對5G發(fā)展的重要性不可言喻。

5G網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展是包括技術(shù)硬件和應(yīng)用兩個方面協(xié)同發(fā)展。隨著高容量、高速率、低時延業(yè)務(wù)發(fā)展，業(yè)務(wù)對于通信網(wǎng)絡(luò)提出更高需求，特別是以視頻為基礎(chǔ)的機(jī)器視覺、AR/VR、游戲等業(yè)務(wù)，對網(wǎng)絡(luò)提出了更高帶寬需求。

現(xiàn)有Sub-6G通信系統(tǒng)頻段是有限的，通信頻段必然向毫米波方向延伸。毫米波頻段的資源非常豐富，窄波帶寬可以達(dá)到400-800Mhz，無線傳輸?shù)乃俾士梢赃_(dá)到10Gbps，可以為5G系統(tǒng)帶來更大通信能力和應(yīng)用空間。

然而由于產(chǎn)業(yè)鏈薄弱，器件及部署成本較高等問題都亟待解決，國內(nèi)三大運(yùn)營商一度對5G毫米波“愛恨交加”。

在運(yùn)營商來看來，毫米波產(chǎn)業(yè)鏈成熟度和毫米波相對于其他頻段的技術(shù)優(yōu)勢，將影響毫米波的部署場景和部署規(guī)模。同時，毫米波業(yè)務(wù)和組網(wǎng)能力需進(jìn)一步驗(yàn)證。此外，毫米波設(shè)備體系不完善，一體化微RRU設(shè)備未出現(xiàn)，尚無法滿足運(yùn)營商多樣化場景需求。

除卻上述因素之外，頻譜的發(fā)放決定毫米波應(yīng)用部署的時間節(jié)點(diǎn)，進(jìn)而會影響毫米波部署的節(jié)奏和規(guī)模。如果頻譜規(guī)劃計劃時間窗提前，將會激活更多創(chuàng)新應(yīng)用的可能性。因此專家建議，應(yīng)統(tǒng)籌考慮移動通信產(chǎn)業(yè)發(fā)展，為運(yùn)營商分配毫米波頻率。

GSMA專家建議，“我們覺得最好的方式還是把頻譜劃分給運(yùn)營商，讓運(yùn)營商通過他們這么多年實(shí)踐得到的經(jīng)驗(yàn)，和他們對整個建設(shè)網(wǎng)絡(luò)豐富的知識，通過他們來給垂直行業(yè)提供最好的5G服務(wù)�！�

5G毫米波和Sub6G頻譜由運(yùn)營商統(tǒng)一建設(shè)可以提高頻譜資源的使用效率，保證5G產(chǎn)業(yè)的完整性，將5G做大做強(qiáng)；運(yùn)營商在頻譜規(guī)劃、部署、運(yùn)營、應(yīng)用方面具有多年經(jīng)驗(yàn) 和優(yōu)勢，可以做到有效監(jiān)管，減少對其他頻譜的干擾。

理想逐漸“照進(jìn)現(xiàn)實(shí)”

揮別過往，近兩年在頻譜、標(biāo)準(zhǔn)和產(chǎn)業(yè)的支持下，毫米波在全球范圍內(nèi)取得了比較可喜的商業(yè)化進(jìn)展。5G與毫米波的關(guān)系也從“波瀾不驚”到“兩頭熱”。

在毫米波產(chǎn)業(yè)進(jìn)展方面，ITU已經(jīng)明確毫米波使用頻段建議。一共確定17.25GHz的毫米波劃分，其中包括24.25-27.5GHz、37-43.5GHz和66-71GHz的全球劃分，以及45.5-47GHz和47.2-48.2GHz的區(qū)域劃分，這些頻譜劃分極大地鼓舞了產(chǎn)業(yè)界對毫米波的信心。

根據(jù)GSA統(tǒng)計，截止今年5月13日，來自7個國家和地區(qū)的28個運(yùn)營商已經(jīng)獲得毫米波頻率。截至8月份，已經(jīng)有22家運(yùn)營商部署了毫米波5G系統(tǒng)，走在前列的包括美國、日本和韓國。

在標(biāo)準(zhǔn)方面，3GPP R15版本中，3GPP將毫米波納入工作范疇，包括制定6GHz以下的低頻段標(biāo)準(zhǔn)，以及針對6GHz以上包含毫米波工作頻段的標(biāo)準(zhǔn)化；R16標(biāo)準(zhǔn)中，引入了很多支持毫米波的5G NR增強(qiáng)特性，3GPP重點(diǎn)關(guān)注提升毫米波系統(tǒng)的工作效率，降低毫米波通信的時延；R17階段，將引入更多支持毫米波的5G NR增強(qiáng)特性，工作頻率也將拓展到52.6-71GHz。

在國內(nèi)方面，IMT2020成立高頻討論組，形成5G增強(qiáng)技術(shù)研發(fā)試驗(yàn) 、毫米波內(nèi)外場性能測試方法等。2019年11月信通院完成毫米波一階段測試，2020年7月召開5G工作組會議，開展下一階段毫米波測試等工作。

在產(chǎn)業(yè)化方面，目前網(wǎng)絡(luò)設(shè)備已經(jīng)面向室外和室內(nèi)覆蓋推出了不同站型。廠家設(shè)備以宏站為主，目前頻段以北美和日韓頻段為主，可以開始基本功能驗(yàn)證和外場試驗(yàn)，但是規(guī)格和具體指標(biāo)有待統(tǒng)一要求，部分功能如波束管理、移動性等有待進(jìn)一步完善。

終端方面，已經(jīng)有廠商推出毫米波商用智能手機(jī)，還有一些廠家已經(jīng)支持毫米波頻段CPE；芯片方面，高通已經(jīng)支持毫米波商用芯片，三星和華為已經(jīng)支持毫米波工程樣機(jī)，其它芯片廠家也將陸續(xù)推出毫米波產(chǎn)品。

由此可以看出，毫米波產(chǎn)業(yè)已經(jīng)日趨成熟，為商業(yè)化發(fā)展和面向用戶的推廣做出階段性貢獻(xiàn)。

天作地和“尚需時日”

如果要完全釋放5G所有潛力，中長期來看，毫米波對中國5G發(fā)展是很重要的。

只有有了毫米波，中國才能全面釋放5G的能力并由此從例如工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，娛樂服務(wù)和智能交通領(lǐng)域的最高標(biāo)準(zhǔn)以及更好的醫(yī)療保健和教育中進(jìn)一步受益，從而改善其居民的生活并改變其工業(yè)并創(chuàng)造更多發(fā)展新動能。

實(shí)際上，現(xiàn)在5G與毫米波發(fā)展迎來最好時機(jī)。在機(jī)遇方面，毫米波迎來國家政策利好。新基建政策頒布后，我國5G加速發(fā)展，毫米波產(chǎn)業(yè)也將伴隨著新基建建設(shè)快速發(fā)展。同時，在工信部關(guān)于加快5G發(fā)展與加快5G發(fā)展的要求中明確提出了積極開展5G毫米波的測試驗(yàn)證工作，要加快推動產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展。

此外，毫米波在經(jīng)濟(jì)上將帶來巨大的經(jīng)濟(jì)效益。GSMA發(fā)布經(jīng)濟(jì)預(yù)測報告顯示，到2030年毫米波頻段為中國帶來1000億美元以上的經(jīng)濟(jì)的效益。

當(dāng)前美日韓在毫米波以及產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展方面應(yīng)該說前行了一步，我國在毫米波的關(guān)鍵技術(shù)、核心器件、芯片方面有待于進(jìn)一步加快、完善和提高。

據(jù)悉，我國政府已經(jīng)為毫米波分配了試驗(yàn)頻段，各個運(yùn)營商均啟動了相關(guān)的、試驗(yàn)。不僅是運(yùn)營商，設(shè)備廠商、芯片廠商、模組廠商、終端廠商等產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)都在積極推動毫米波商用。

一直以來，中國移動積極推動毫米波技術(shù)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(jī)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(biāo)。

此外，中國移動結(jié)合試點(diǎn)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(gòu)，并調(diào)研國內(nèi)外芯片及設(shè)備產(chǎn)業(yè)能力，為后續(xù)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)進(jìn)行了充分的技術(shù)積累。

在中國移動專家看來，毫米波將成為5G的下一段旅程，將根據(jù)國家政策、產(chǎn)業(yè)成熟度和市場需求適時部署。SA架構(gòu)的成熟將可能是毫米波部署的良好選擇。另外，針對毫米波的覆蓋瓶頸以及信號遮擋等問題，需要與產(chǎn)業(yè)界聯(lián)合進(jìn)行技術(shù)攻關(guān)，打造高性價比的毫米波商用系統(tǒng)。

寫在最后

在頻譜、標(biāo)準(zhǔn)和產(chǎn)業(yè)的支持下，5G與毫米波的關(guān)系也從“波瀾不驚”到“兩頭熱”。

但值得注意的是，當(dāng)前仍處于5G產(chǎn)業(yè)初期，毫米波的成熟尚需時間。未來隨著5G產(chǎn)業(yè)進(jìn)程推進(jìn)，毫米波增強(qiáng)5G服務(wù)公眾、服務(wù)社會的能力是可以預(yù)期的。中國移動也將根據(jù)國家政策、產(chǎn)業(yè)成熟度和市場需求適時部署。