1月28日技術(shù)評論(李明)5G系統(tǒng)在設(shè)計階段便面向6GHz以下和6GHz以上全頻段布局,以綜合滿足網(wǎng)絡(luò)對容量、覆蓋、性能等方面的要求。因此高中低頻段協(xié)同發(fā)展是5G時代重要話題之一。
與早已被業(yè)界所熟知和廣泛部署的Sub-6GHz頻段相比,毫米波可謂移動通信領(lǐng)域未來的一片藍海。5G時代,由于用戶對網(wǎng)絡(luò)性能和時延更極致的要求,曾經(jīng)未被充分發(fā)掘的滄海遺珠——毫米波逐漸開始受到更多關(guān)注。
5G時代毫米波有更大用武之地
頻譜是移動通信產(chǎn)業(yè)發(fā)展的核心資源,而5G低、中、高頻段在速度和覆蓋范圍等方面各有千秋。
低頻段特別適合提供廣域覆蓋;5G中頻段(Sub-6GHz)可提供更大容量(100-200兆帶寬),中頻也是部署MIMO技術(shù)的較理想頻段;高頻段(毫米波) 在24GHz至40GHz之間,毫米波覆蓋范圍小,但毫米波可提供更寬的頻譜、更高的容量以及更低的時延。
5G時代,由于6GHz以下的頻譜資源已經(jīng)相對緊張,很難找到適合5G連續(xù)大帶寬的頻譜,毫米波有了更大的用武之地。
愛立信中國無線標(biāo)準部總監(jiān)王小旭在接受C114專訪時指出:5G時代毫米波的優(yōu)勢主要有兩大關(guān)鍵詞:一是極致性能,二是賦能。極致性能方面,毫米波頻譜資源更充沛、帶寬更大(400-800M甚至更大帶寬資源),能夠帶來更大的網(wǎng)絡(luò)容量、更高的單用戶峰值速率、更好的業(yè)務(wù)體驗;賦能方面,5G目標(biāo)以賦能千行百業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型為目標(biāo),行業(yè)應(yīng)用需要極致的速率、容量和時延,這離不開毫米波技術(shù)和相關(guān)產(chǎn)品的助力。
國內(nèi)應(yīng)用前景亦很廣闊
就技術(shù)本身而言,與中低頻相比,毫米波覆蓋范圍有限,而且成本也相對較高,但憑借極致性能(超大帶寬和超低時延)優(yōu)勢,王小旭認為,毫米波的應(yīng)用前景十分廣闊。
ToC領(lǐng)域,體積小、容量大的毫米波設(shè)備在中心商務(wù)區(qū)、體育館、機場、車站等熱點區(qū)域進行有針對性的精細化部署,能夠有效提升系統(tǒng)容量及用戶體驗速率。是運營商應(yīng)對熱點區(qū)域容量挑戰(zhàn)的重要手段。根據(jù)綜合測算,毫米波與中頻5G協(xié)同組網(wǎng)將大幅降低單位比特用戶流量的承載成本。此外,毫米波支持FWA(固定無線接入),適合在一些光纖資源欠發(fā)達地區(qū)以經(jīng)濟高效的方式向家庭或企業(yè)提供類光纖互聯(lián)網(wǎng)傳輸服務(wù)。王小旭進一步指出:中國市場雖然因為光纖資源相對充沛而沒有太強烈的FWA需求,但在應(yīng)急救援、熱點事件保障、賽事直播等應(yīng)用場景,毫米波能夠以“游牧”形式作為光纖或銅纜最后一公里的補充,發(fā)揮毫米波部署靈活,業(yè)務(wù)開通便捷的優(yōu)勢。
ToB領(lǐng)域,毫米波面向垂直行業(yè)應(yīng)用可提供高速率、超低時延服務(wù)。5G毫米波的低延遲特性將改善監(jiān)控和視頻流/廣播,讓AR/VR更普及,增強在線游戲體驗,同時推動5G智能工廠的發(fā)展。例如,愛立信與奧迪合作,基于5G毫米波的URLLC功能進行連接,通過5G控制機械臂來安裝汽車方向盤,組裝汽車的各個零部件等智能工廠的自動化產(chǎn)線應(yīng)用,將自動化機器從有線連接中解放出來,大大提高了生產(chǎn)線的靈活性、機動性和效率。
雖然北美等國外市場由于光纖資源不發(fā)達FWA需求強烈、初期中低頻資源不足等原因而率先商用5G毫米波,而國內(nèi)則優(yōu)先部署中低頻、后考慮毫米波,但在王小旭看來:“不同國家或地區(qū)的5G頻譜策略其實是因地制宜,未來也會殊途同歸,最近北美開始了中頻段5G的部署。毫米波和中低頻并不是二選一或?qū)α⒌年P(guān)系,而是一個各有所長、長期共存、互為補充、協(xié)同發(fā)展的關(guān)系。因此,國內(nèi)毫米波應(yīng)用前景也非常廣闊,有著很大的潛力。”
不斷攻克技術(shù)瓶頸,促進產(chǎn)業(yè)成熟
5G商用兩年多以來,毫米波產(chǎn)業(yè)已經(jīng)取得了長足進步。GSA數(shù)據(jù)顯示,截至2021年8月,全球已有超過160家運營商投資5G毫米波技術(shù),支持5G毫米波的終端設(shè)備已達84款。GSMA則預(yù)測,在2021年發(fā)布的智能手機中支持毫米波技術(shù)的將超100種,相較于2020年有近10倍增長,支持毫米波的FWA CPEs設(shè)備也將超50種。
雖然勢頭良好,前景可期,但毫米波規(guī)模商用部署仍然面臨諸多挑戰(zhàn)。
技術(shù)方面,毫米波覆蓋范圍有限,手、身體、墻體甚至是植被、雨滴都會影響毫米波信號的傳播。好在業(yè)界已經(jīng)通過持續(xù)技術(shù)創(chuàng)新,來攻克毫米波覆蓋和信號傳輸距離瓶頸。例如,通過不斷的進行軟硬件技術(shù)創(chuàng)新,愛立信攜手合作伙伴助力運營商NBN在7.3公里的距離上實現(xiàn)了接近1Gbps的5G毫米波傳輸速度;在國內(nèi),在IMT-2020(5G)推進組的指導(dǎo)下,愛立信順利完成高低頻NR-DC外場性能測試,在拉遠測試中,在距離基站2.4km公里處下行速率達到1Gbps,在2.6公里處下行峰值速率仍可達到800Mbps,充分體現(xiàn)了愛立信商用毫米波產(chǎn)品業(yè)內(nèi)領(lǐng)先的覆蓋性能。
產(chǎn)品方面,愛立信通過在全球毫米波商用網(wǎng)絡(luò)部署中的實際經(jīng)驗,致力于毫米波設(shè)備的輕量化。利用毫米波實現(xiàn)良好覆蓋的關(guān)鍵是設(shè)備的可部署性,即能夠在任何有高速率高容量需求的位置進行部署的能力。從實際部署場景看,毫米波設(shè)備經(jīng)常會部署在屋頂、燈桿,甚至是墻面,因此毫米波設(shè)備可部署性尤為關(guān)鍵。愛立信的毫米波產(chǎn)品在具備768個天線矩陣,800兆的工作帶寬,超過3G運行帶寬的基礎(chǔ)上,體積做到了8升,重量僅有8公斤,產(chǎn)品的面積大致相當(dāng)于11寸的Pad,非常便于部署。
前不久,在IMT-2020(5G)推進組指導(dǎo)下,愛立信首家完成了毫米波OTA性能測試。通過這次測試不僅驗證了毫米波設(shè)備,對測試設(shè)備、信道參數(shù)、測試方法、終端芯片等端到端的測試環(huán)境都進行了相應(yīng)的驗證,為毫米波在國內(nèi)的規(guī)模商用又邁出積極的一步。
蓄勢待發(fā),邁向全頻段應(yīng)用
當(dāng)前毫米波在全球各地區(qū)的發(fā)展并不同步,目前國內(nèi)已經(jīng)率先商用了Sub-6GHz頻段5G網(wǎng)絡(luò),5G毫米波也在IMT-2020 (5G)推進組指導(dǎo)下開展技術(shù)試驗。業(yè)界都期待毫米波帶來的極致能力為5G后續(xù)發(fā)展充分賦能,惠及千行百業(yè)。
王小旭認為:“毫米波的發(fā)展是通信技術(shù)邁向全頻段應(yīng)用,包括邁向?qū)?G的演進不可或缺的環(huán)節(jié)。部署毫米波網(wǎng)絡(luò)將有助于進一步提升我國5G網(wǎng)絡(luò)能力、賦能更多行業(yè)應(yīng)用,并為6G技術(shù)演進積累經(jīng)驗、培育產(chǎn)業(yè)。國內(nèi)盡早明確毫米波頻譜規(guī)劃及射頻指標(biāo),將有助于業(yè)界開展有針對性的產(chǎn)品設(shè)計及優(yōu)化。商用部署帶來的規(guī)模效益也有助于進一步降低毫米波的成本。愛立信愿意攜手業(yè)界伙伴共同推動整體產(chǎn)業(yè)鏈和生態(tài)的成熟,為毫米波在國內(nèi)規(guī)模商用奠定基礎(chǔ)。”
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