ICCSZ訊 毫米波對5G發(fā)展的重要性不可言喻。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,讓國內(nèi)的三大運(yùn)營商對5G毫米波“愛恨交加”。
雖然中國移動則聯(lián)合高通、中興通訊聯(lián)合試驗(yàn)成功實(shí)現(xiàn)毫米波移動化,讓毫米波的應(yīng)用真正“照進(jìn)現(xiàn)實(shí)”。但運(yùn)營商對毫米波的態(tài)度依然比較保守,中國聯(lián)通毫米波應(yīng)用將滯后于C波段3~5年,中國移動保守預(yù)計(jì)滯后2年,中國電信則視高頻產(chǎn)業(yè)進(jìn)展情況而定。
可以說,“5G這個小鮮肉要去追毫米波這個白富美,還得繼續(xù)努力。”
毫米波做為無線通信頻段使用由來已久。在目前針對5G的標(biāo)準(zhǔn)討論中,毫米波頻段的使用是一個新的熱點(diǎn)。
對于毫米波在5G網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用,中國聯(lián)通網(wǎng)絡(luò)建設(shè)部副總經(jīng)理馬紅兵表示:“毫米波的大帶寬特性可以用于室內(nèi)外熱點(diǎn)、無線家庭寬帶和潛在新的業(yè)務(wù)形態(tài)方面。在室內(nèi)外熱點(diǎn)方面,毫米波反射徑豐富,能夠滿足1Gbps的體驗(yàn)訴求。”
“此外,毫米波還可用于固定無線寬帶接入業(yè)務(wù),滿足典型如4K、8K電視的傳輸需求,滿足市郊居民區(qū)的視頻需求;開闊環(huán)境eMBB業(yè)務(wù),滿足HD、UHD視頻以及圖片視頻共享等業(yè)務(wù),滿足場館、步行街、廣場等場景需求;在室內(nèi)走廊場景中,室內(nèi)多徑反射提升信號強(qiáng)度,相比自由空間傳播的信號更強(qiáng),適合圖片、視頻瀏覽共享?!瘪R紅兵補(bǔ)充道。
簡而言之,在5G網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域,可以利用毫米波無線電頻譜為5G網(wǎng)絡(luò)提供所需要的帶寬,以滿足高速的移動網(wǎng)絡(luò)需求。
據(jù)了解,目前已經(jīng)有不少企業(yè)正在為毫米波在5G領(lǐng)域的應(yīng)用而做技術(shù)研發(fā),例如國際聯(lián)盟mmMAGIC,其正在研究5G毫米波移動無線接入技術(shù),旨在實(shí)現(xiàn)5G網(wǎng)絡(luò)對6GHz及更高頻段的使用。該聯(lián)盟由三星集團(tuán)為主導(dǎo),成員企業(yè)包括法國電信運(yùn)營商Orange、西班牙電信公司、愛立信以及國內(nèi)華為等,此外還有一些歐洲的設(shè)備測量企業(yè)。
盡管毫米波在5G網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域十分重要,但是,傳統(tǒng)上來說,由于傳輸損耗較高,且易受建筑、人、植物、甚至是雨滴的阻礙影響,這些較高頻率范圍不適合于移動寬帶服務(wù)。由于覆蓋率不足且缺乏移動性支持(尤其在非視距環(huán)境中),這些問題導(dǎo)致此前毫米波在移動寬帶上的應(yīng)用一直不太可行。
“在中國聯(lián)通對毫米波傳輸特性進(jìn)行的實(shí)際場景驗(yàn)證中,毫米波的穿透損耗、樹衰損耗、繞射損耗和反射損耗均很明顯。具體參數(shù)表現(xiàn)為:樹衰和樹的密度強(qiáng)相關(guān),典型的樹衰損失約為17dB;標(biāo)準(zhǔn)多層玻璃穿透損耗約為15dB,標(biāo)準(zhǔn)的混凝土外墻穿透損耗可達(dá)到65dB;反射損耗<10dB;繞射損耗>18dB?!瘪R紅兵進(jìn)一步表示,“這些具體參數(shù)可以看出,毫米波的整體覆蓋能力有限,室外覆蓋室內(nèi)的效果難以實(shí)現(xiàn)?!?
由于毫米波傳輸特性與C頻段以及3GHz以下頻段傳輸特性存在明顯差異,因此毫米波的應(yīng)用面臨重重挑戰(zhàn):產(chǎn)業(yè)鏈薄弱,器件及部署成本較高等問題都亟待解決。這也是中國移動研究院首席科學(xué)家易芝玲為什么用“愛恨情仇”來表達(dá)對5G毫米波的態(tài)度。
據(jù)了解,5G剛剛開始,各個用戶也開始使用了一些器件,但是國內(nèi)毫米波器件的市場占有率相對來說比較低,特別是在射頻前端部分。
“5G的發(fā)展,需要跨界的融合,才能夠真正把一些特別是高頻段的5G的技術(shù)真正推向?qū)嵱谩?,東南大學(xué)教授尤肖虎則從技術(shù)的角度闡述。具體到毫米波,尤肖虎指出,“5G時代,從一開始就要考慮和做器件的來進(jìn)行協(xié)同,和做工藝的進(jìn)行協(xié)同,比如說你沒這個工藝的支撐,甚至沒有辦法把毫米波的天線封裝在壁板上或者是芯片上,這是一項(xiàng)非常重要的工藝。如果沒有這個工藝的支撐,就沒有辦法做一個試驗(yàn)系統(tǒng)和演示系統(tǒng)”。
正如中國電信創(chuàng)新中心副主任楊峰義所言,目前高頻尤其是毫米波在技術(shù)方面還存在很多不成熟的方面,設(shè)備與終端產(chǎn)品還未能滿足5G高頻通信的商用部署要求,目前5G高頻通信產(chǎn)品屬于階段性的預(yù)研性質(zhì)或試驗(yàn)性質(zhì)的機(jī)型,因此產(chǎn)業(yè)在毫米波芯片及相關(guān)的器件的生產(chǎn)、上下游產(chǎn)品的成熟度、降低成本等方面需要進(jìn)一步的提升。
毫米波應(yīng)用照進(jìn)現(xiàn)實(shí)
正如易芝玲所預(yù)見,“5G這個小鮮肉要去追毫米波這個白富美,還得繼續(xù)努力?!蹦堑降?A href="http://m.huaquanjd.cn/site/CN/Search.aspx?page=1&keywords=5G&column_id=ALL&station=%E5%85%A8%E9%83%A8" target="_blank">5G這個小鮮肉如何才能追上毫米波這個白富美呢?
馬紅兵指出,基于毫米波的廣泛應(yīng)用,中國聯(lián)通將積極推動毫米波的研究和試驗(yàn)。具體而言,中國聯(lián)通認(rèn)為,未來的毫米波的研究與推進(jìn)計(jì)劃將分3步走。
近期主要進(jìn)行面向毫米波的eMBB業(yè)務(wù)需求及應(yīng)用研究,毫米波產(chǎn)品形態(tài)、關(guān)鍵器件、架構(gòu)、測試方法研究,5G毫米波關(guān)鍵技術(shù)、單站能力驗(yàn)證,以及與全球產(chǎn)業(yè)鏈共同推動WRC19 AI 1.13議題及毫米波頻率規(guī)劃;中期將進(jìn)行5G高低頻混合組網(wǎng)規(guī)模試驗(yàn),5G毫米波典型場景的組網(wǎng)能力驗(yàn)證,以及與全球產(chǎn)業(yè)鏈共同推動WRC19 AI 1.13議題及毫米波頻率規(guī)劃;遠(yuǎn)期將進(jìn)行試商用,并根據(jù)產(chǎn)業(yè)鏈成熟度和業(yè)務(wù)需求進(jìn)行商用部署。
中國電信則一直積極推動高頻技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展,堅(jiān)持技術(shù)和應(yīng)用兩條腿走路。據(jù)楊峰義介紹,中國電信密切跟蹤高頻段的業(yè)界進(jìn)展,與國內(nèi)制造商、大學(xué)一起積極參加863、專項(xiàng)三高頻相關(guān)的技術(shù)、設(shè)備研究與實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)開發(fā)工作。在試驗(yàn)方面,中國電信參加了工信部組織的IMT-2020測試中高頻段的覆蓋和容量的測試工作,主要聯(lián)合華為、中興、大唐、愛立信等廠商,并使用26G/28GHz頻段,試驗(yàn)主要涵蓋了高頻室外覆蓋、室內(nèi)覆蓋兩大場景,初步了解了毫米波的傳播特性。
在技術(shù)研究方面,楊峰義表示,目前國內(nèi)IMT-2020對5G高頻研究主要集中在eMBB場景,高頻段接入網(wǎng)可以通過雙連接技術(shù),將控制面錨定在Sub-6GHz頻段,保證用戶連接的穩(wěn)定性,與Sub-6GHz頻段5G網(wǎng)絡(luò)共用核心網(wǎng)。此外還可以根據(jù)業(yè)務(wù)發(fā)展預(yù)測及無線專業(yè)對高頻組網(wǎng)的部署策略,在站點(diǎn)及光纖光纜規(guī)劃、前/中/回傳承載網(wǎng)絡(luò)容量及設(shè)備規(guī)格等方面進(jìn)行相應(yīng)前瞻考慮,具備未來5G高頻部署時,通過擴(kuò)容等方式提供所需光纖資源和前/中/回傳承載的能力。
而近日一則利好消息提振了產(chǎn)業(yè)信心,中國移動則聯(lián)合高通、中興通訊聯(lián)合試驗(yàn)成功實(shí)現(xiàn)毫米波移動化,讓毫米波的應(yīng)用真正“照進(jìn)現(xiàn)實(shí)”。
11月17日,高通、中興、中國移動完成5G新空口互通,互通演示在中國移動5G聯(lián)合創(chuàng)新中心實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行,測試中使用中興通訊出品的5G新空口預(yù)商用基站和高通的5G新空口終端原型機(jī),二者之間的通訊在3.5GHz頻段,并支持100MHz的廣帶寬。這也是5G新空口在全球的首次成功互通。
同日,三家宣布完成了首例TD-LTE商用芯片終端的千兆速率的商用演示,在采用目前業(yè)界下行12流極限傳輸條件下,單UE峰值速率接近850Mbps,進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)了用戶體驗(yàn)5G化。
“未來隨著手機(jī)產(chǎn)業(yè)鏈逐步成熟,室內(nèi)外熱點(diǎn)寬帶業(yè)務(wù)(eMBB)也是高頻的主要應(yīng)用。辦公室/住宅區(qū)(室內(nèi)場景)、體育場/露天集會(室外場景)、商場/火車站等密集場景,醫(yī)療器械互聯(lián),IDC機(jī)房互聯(lián),工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用等均會成為高頻技術(shù)的主要應(yīng)用方面。”楊峰義對毫米波的未來應(yīng)用充滿信心。
具體到時間節(jié)點(diǎn)上,中國聯(lián)通毫米波應(yīng)用將滯后于C波段3~5年,中國移動保守預(yù)計(jì)滯后2年?!?A href="http://m.huaquanjd.cn/site/CN/Search.aspx?page=1&keywords=%e6%af%ab%e7%b1%b3%e6%b3%a2&column_id=ALL&station=%E5%85%A8%E9%83%A8" target="_blank">毫米波應(yīng)用的未來的道路很長,險灘、沼澤挺多的?!币字チ嵬嘎叮?A href="http://m.huaquanjd.cn/site/CN/Search.aspx?page=1&keywords=%e4%b8%ad%e5%9b%bd%e7%a7%bb%e5%8a%a8&column_id=ALL&station=%E5%85%A8%E9%83%A8" target="_blank">中國移動在毫米波的5G上面的試驗(yàn)計(jì)劃還處于第一個階段?!?
此外,楊峰義指出,中國電信5G高頻計(jì)劃投入、部署范圍以及商用規(guī)模將根據(jù)未來的市場需求、業(yè)務(wù)發(fā)展以及產(chǎn)業(yè)鏈成熟度具體確定?!?A href="http://m.huaquanjd.cn/site/CN/Search.aspx?page=1&keywords=%e4%b8%ad%e5%9b%bd%e7%94%b5%e4%bf%a1&column_id=ALL&station=%E5%85%A8%E9%83%A8" target="_blank">中國電信未來的5G規(guī)劃,高頻段商用將在5G發(fā)展的第二階段。中國電信計(jì)劃在2017-2018年開展5G實(shí)驗(yàn)室和外場測試,2019年開展試商用部署,2020年首先在Sub-6GHz頻段實(shí)現(xiàn)規(guī)模商用。第二階段將待高頻產(chǎn)業(yè)進(jìn)展具備條件后,再針對典型應(yīng)用場景啟用高頻段。5G高頻段應(yīng)用可定位為無線回傳以及室內(nèi)外熱點(diǎn)地區(qū)eMBB高容量應(yīng)用?!?
作者:林想