毫米波5G 不可或缺的一部分,助力 5G 释放全部潜能。然而两者的关系比我们想象中的还要微妙。

 

中国移动研究院首席科学家易芝玲三年前曾说过,“5G 这个小鲜肉要去追毫米波这个白富美,还得继续努力。”如今,这个差距正逐渐缩小。假以时日,两者一定会成为最佳“拍档”。

 

1、所谓的“爱恨情仇”

毫米波对 5G 发展的重要性不可言喻。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5G 网络的发展是包括技术硬件和应用两个方面协同发展。随着高容量、高速率、低时延业务发展,业务对于通信网络提出更高需求,特别是以视频为基础的机器视觉、AR/VR、游戏等业务,对网络提出了更高带宽需求。

 

现有 Sub-6G 通信系统频段是有限的,通信频段必然向毫米波方向延伸。毫米波频段的资源非常丰富,窄波带宽可以达到 400-800Mhz,无线传输的速率可以达到 10Gbps,可以为 5G 系统带来更大通信能力和应用空间。

 

然而由于产业链薄弱,器件及部署成本较高等问题都亟待解决,国内三大运营商一度对 5G 毫米波“爱恨交加”。

 

在运营商来看来,毫米波产业链成熟度和毫米波相对于其他频段的技术优势,将影响毫米波的部署场景和部署规模。同时,毫米波业务和组网能力需进一步验证。此外,毫米波设备体系不完善,一体化微 RRU 设备未出现,尚无法满足运营商多样化场景需求。

 

除却上述因素之外,频谱的发放决定毫米波应用部署的时间节点,进而会影响毫米波部署的节奏和规模。如果频谱规划计划时间窗提前,将会激活更多创新应用的可能性。因此专家建议,应统筹考虑移动通信产业发展,为运营商分配毫米波频率。

 

GSMA 专家建议,“我们觉得最好的方式还是把频谱划分给运营商,让运营商通过他们这么多年实践得到的经验,和他们对整个建设网络丰富的知识,通过他们来给垂直行业提供最好的 5G 服务。”

 

5G 毫米波和 Sub6G 频谱由运营商统一建设可以提高频谱资源的使用效率,保证 5G 产业的完整性,将 5G 做大做强;运营商在频谱规划、部署、运营、应用方面具有多年经验 和优势,可以做到有效监管,减少对其他频谱的干扰。

 

2、理想逐渐“照进现实”

 

挥别过往,近两年在频谱、标准和产业的支持下,毫米波在全球范围内取得了比较可喜的商业化进展。5G 与毫米波的关系也从“波澜不惊”到“两头热”。

 

 

 

 

在毫米波产业进展方面,ITU 已经明确毫米波使用频段建议。一共确定 17.25GHz 的毫米波划分,其中包括 24.25-27.5GHz、37-43.5GHz 和 66-71GHz 的全球划分,以及 45.5-47GHz 和 47.2-48.2GHz 的区域划分,这些频谱划分极大地鼓舞了产业界对毫米波的信心。

 

根据 GSA 统计,截止今年 5 月 13 日,来自 7 个国家和地区的 28 个运营商已经获得毫米波频率。截至 8 月份,已经有 22 家运营商部署了毫米波 5G 系统,走在前列的包括美国、日本和韩国。

 

在标准方面,3GPP R15 版本中,3GPP 将毫米波纳入工作范畴,包括制定 6GHz 以下的低频段标准,以及针对 6GHz 以上包含毫米波工作频段的标准化;R16 标准中,引入了很多支持毫米波的 5G NR 增强特性,3GPP 重点关注提升毫米波系统的工作效率,降低毫米波通信的时延;R17 阶段,将引入更多支持毫米波的 5G NR 增强特性,工作频率也将拓展到 52.6-71GHz。

 

在国内方面,IMT2020 成立高频讨论组,形成 5G 增强技术研发试验 、毫米波内外场性能测试方法等。2019 年 11 月信通院完成毫米波一阶段测试,2020 年 7 月召开 5G 工作组会议,开展下一阶段毫米波测试等工作。

 

在产业化方面,目前网络设备已经面向室外和室内覆盖推出了不同站型。厂家设备以宏站为主,目前频段以北美和日韩频段为主,可以开始基本功能验证和外场试验,但是规格和具体指标有待统一要求,部分功能如波束管理、移动性等有待进一步完善。

 

终端方面,已经有厂商推出毫米波商用智能手机,还有一些厂家已经支持毫米波频段 CPE;芯片方面,高通已经支持毫米波商用芯片,三星和华为已经支持毫米波工程样机,其它芯片厂家也将陆续推出毫米波产品。

 

由此可以看出,毫米波产业已经日趋成熟,为商业化发展和面向用户的推广做出阶段性贡献。

 

3、天作地和“尚需时日”

如果要完全释放 5G 所有潜力,中长期来看,毫米波对中国 5G 发展是很重要的。

 

 

 

 

 

只有有了毫米波,中国才能全面释放 5G 的能力并由此从例如工业互联网,娱乐服务和智能交通领域的最高标准以及更好的医疗保健和教育中进一步受益,从而改善其居民的生活并改变其工业并创造更多发展新动能。

 

实际上,现在 5G 与毫米波发展迎来最好时机。在机遇方面,毫米波迎来国家政策利好。新基建政策颁布后,我国 5G 加速发展,毫米波产业也将伴随着新基建建设快速发展。同时,在工信部关于加快 5G 发展与加快 5G 发展的要求中明确提出了积极开展 5G 毫米波的测试验证工作,要加快推动产业链的发展。

 

此外,毫米波在经济上将带来巨大的经济效益。GSMA 发布经济预测报告显示,到 2030 年毫米波频段为中国带来 1000 亿美元以上的经济的效益。

 

当前美日韩在毫米波以及产业链发展方面应该说前行了一步,我国在毫米波的关键技术、核心器件、芯片方面有待于进一步加快、完善和提高。

 

据悉,我国政府已经为毫米波分配了试验频段,各个运营商均启动了相关的、试验。不仅是运营商,设备厂商、芯片厂商、模组厂商、终端厂商等产业链各环节都在积极推动毫米波商用。

 

一直以来,中国移动积极推动毫米波技术的成熟,配合工信部开展了一系列室外站+商用终端(智能手机及 CPE)的端到端测试,测试涵盖直射径覆盖能力、穿透能力、速率时延等多类指标。

 

此外,中国移动结合试点及测试,同步深入研究了毫米波室外传播模型及波束赋形方案,对比分析多种基站硬件架构,并调研国内外芯片及设备产业能力,为后续网络建设进行了充分的技术积累。

 

在中国移动专家看来,毫米波将成为 5G 的下一段旅程,将根据国家政策、产业成熟度和市场需求适时部署。SA 架构的成熟将可能是毫米波部署的良好选择。另外,针对毫米波的覆盖瓶颈以及信号遮挡等问题,需要与产业界联合进行技术攻关,打造高性价比的毫米波商用系统。

 

4、写在最后

 

 

 

在频谱、标准和产业的支持下,5G 与毫米波的关系也从“波澜不惊”到“两头热”。

 

 

 

 

但值得注意的是,当前仍处于 5G 产业初期,毫米波的成熟尚需时间。未来随着 5G 产业进程推进,毫米波增强 5G 服务公众、服务社会的能力是可以预期的。中国移动也将根据国家政策、产业成熟度和市场需求适时部署。

 

 

 

 

 

参考文章:

[1]中国移动李男:毫米波将成为 5G 的下一段旅程,来源:C114 通信网

 

[2]中国移动张俪:5G 毫米波尚需时间成熟,但未来可期,来源:通信世界