5G商用下半場：毫米波產業加速落地

 來源：萬正科技   更新時間：2021/10/26   閱讀次數：2104

　　距離5G正式商用已過兩年有余，網絡建設逐步完備之際，產業聚光燈也在悄然轉向。5G應用正在取代基站部署，成為新的主角。

　　今年7月出臺的《5G應用“揚帆”行動計劃(2021-2023年)》被視為一個標志。這篇拉響加快5G發展號角的政策性文件首次提出，到2023年，5G個人用戶普及率超過40%，用戶數超過5.6億，5G物聯網終端用戶數年均增長率超200%。

　　終端與應用的普及離不開網絡資源的支撐，而頻譜便是網絡基礎設施中最為重要的一環。除了備受關注的低頻700MHz外，位于高頻段的毫米波也是5G產業新的聚焦點。鑒于其頻率寬帶容量大、時延低等優點，5G毫米波在賽事場館、AR、VR、云游戲、工業互聯網等領域中可廣獲應用。

　　據全球移動通信協會GSMA發布的《5G毫米波經濟性分析報告》顯示，5G毫米波在高密度城市部署和固定無線接入場景里，與中頻波段的結合將為運營商帶來明顯的成本優化和增益。而在高密度的室內場景里部署，也將降低每平方米的網絡成本。

　　“目前我國5G網絡的頻譜資源是有限的，向更高頻段劃分將成為頻譜使用的主要走向。”在9月23日舉行的第二屆5G毫米波產業高峰論壇上，中國通信標準化協會副理事長兼秘書長聞庫向《中國經營報》記者表示，隨著5G網絡建設規模推進，5G網絡規模覆蓋已逐步完善，5G正在逐漸走向下半場，這一階段的主要任務將是擴大5G的需求應用，而5G毫米波大帶寬、低時延等特性，將在未來助力千行百業完成行業數字化轉型。

　　高頻段漸獲青睞

　　根據全球5G標準化組織的3GPP協議規定，5G使用的頻段包括兩類，一類范圍為450MHz~6GHz，也被稱為Sub 6GHz頻段；另一類范圍為24.25GHz~52.6GHz，因其波長在1毫米~10毫米之間，故也通常被稱為毫米波。

　　由于位居高頻段，單位毫米波所能攜帶的大容量數據能夠滿足5G大帶寬的需求，同時也能為高清實時直播等提供超低時延的傳輸。但在很長一段時期，毫米波鮮被行業問津。對此，從事毫米波研發多年的高通中國區研發負責人徐晧表示，因為早期毫米波的覆蓋有限，而且設備成本比較貴。

　　不過，隨著移動通信快速演進，低頻段資源面臨耗盡挑戰，而毫米波技術因更新迭代，在攻克成本與性能兩大傳統技術軟肋后，也再次被啟用。截至目前，全球已有28家運營商在毫米波頻段進行了商用部署。

　　據GSMA大中華區總裁斯寒透露，從亞太區域及全球來看，26GHz現在是被部署和發放牌照最多的、最熱門的毫米波頻段，另外37GHz~40GHz也在美國和其他國家與地區得到了部署或牌照，是僅次于26GHz的熱門頻段。

　　在國內，5G毫米波也同樣發展迅速。據聞庫指出，目前我國5G毫米波技術標準逐漸成熟。在3GPP完成34.25GHz~35.25GHz頻段毫米波的標準化工作后，工信部已經確定了我國5G研發技術的實驗，并在實驗室和5G外場進行實驗。

　　與此同時，聞庫表示，5G毫米波的應用場景也在不斷擴大。“5G毫米波不僅能夠面向to C的用戶提升體育賽事的直播體驗，提高上行速率，還可以面向工業制造領域的大帶寬、低時延的to B場景，提高高速率傳輸和定位能力。”在聞庫看來，這也代表5G毫米波正在走向行業應用。

　　此外，聞庫表示，國內廠商也在不斷加快研發進度。在24.75GHz~27.5GHz頻段、獨立組網和非獨立組網、800M帶寬同時上下行工作、大上行幀結構等研發方面取得了卓有成效的進展。

　　而在終端及芯片領域，記者了解到，高通、海思、三星、聯發科等也都推出了毫米波芯片。截至目前，全球商用的毫米波終端芯片已有約70款，以手機和CPE(客戶前置設備)為主。

　　“中國非常適合發展毫米波。”徐晧表示，國內人口眾多，而且城市人口更為密集，在這種情況下，在地鐵站、體育場館中，適合用毫米波來提供大容量的服務。

　　破局5G下半場利器

　　5G商用早期，Sub-6GHz憑借傳播距離遠，能更好地穿透物體，更容易解決大范圍區域的信號覆蓋問題等優勢，成為運營商推動5G普及的首選。但在進入到5G下半場后，應用成為主角，這也意味著，能夠支持數千兆比特的速率和超大容量的頻段資源將更為重要。

　　“目前5G應用落地面對的挑戰中，很重要的一點就是解決高可靠、高性能的傳輸需求，而毫米波恰恰對此會有一個很好的提升。”中國移動研究院無線與終端技術研究所所長丁海煜表示，從中國移動推進5G行業應用的實踐經驗來看，高速率、低時延、可靠性是不同用戶的共性需求。

　　以工業相機上傳視頻為例，丁海煜介紹稱，這種應用場景要求傳輸速率達到上百兆甚至千兆，而毫米波能夠提供400M的帶寬，速率能夠做到Sub 6GHz上下行速率的4~6倍，從而更好地解決相應的特殊場景對于大上行的要求。

　　而在低時延方面，丁海煜表示，毫米波的時延是Sub 6GHz的一半左右，尤其是端到端的時延，能夠達到4毫秒，這對賽事高清直播、遠程醫療手術等有些需要超低時延的場景，具有很好的提升。

　　此外，中國電信首席專家、貝爾實驗室院士畢奇認為，除了上述優勢以外，毫米波還有一個明顯的優勢便是成本。“我們之所以從3G、4G到5G發展這么快，就是因為成本，能讓運營商積極地擁抱下一代技術。盡管從單機成本看，3G到5G每代演進成本加了一兩倍，但是它的速率加了10到20倍，這使得每比特的成本大大下降。”畢奇表示。

　　畢奇指出，從過往數十年經驗來看，當頻帶越來越寬時，每比特的成本呈指數下降，而毫米波能夠較好地解決成本問題，尤其是高流量的成本。

　　“毫米波對于釋放5G全部潛能而言至關重要。”徐晧表示，目前工業領域是5G應用發揮重要作用的主場景，而毫米波的出現提供了一個契機。徐晧認為，結合5G毫米波的三大特性，可以把現在工廠里面的有線以太網用無線以太網代替，從而為工業制造的靈活性提供更大的支持。

　　徐晧進一步向記者指出，目前中國針對6G的研發已在進行之中，而6G的頻譜范圍也將進一步拓寬至太赫茲和可見光。這也意味著，毫米波作為5G跨越到6G的必經之路，將有著非常好的商用前景。

　　落地仍存挑戰

　　雖然毫米波在5G應用的規模推廣上將發揮重要作用，但也依然面臨不少誤區和挑戰。

　　徐晧指出，毫米波雖然有著大帶寬、高速率、低時延的優點，但并非所有的應用場景都適合于用毫米波，就像不是所有的場景都適合于用Sub 6GHz一樣。“最適合用毫米波的場景就是熱點覆蓋。”徐晧表示，只有在企業內部、場館外部、交通樞紐、固定無線、工業物聯網這些需要大容量、多用戶、高容量限制的場景中，才需要并適合使用毫米波。

　　中國聯通科技創新部總經理馬紅兵指出，成本是毫米波在落地中的一個關鍵挑戰，而只有規模化推廣，才能把成本降下來。同時，馬紅兵表示，毫米波的定位目前還只是一個基礎層技術，后面用到的支撐網絡才是整個毫米波產業落地的難點。“毫米波不能脫離后面的支撐網絡而獨立存在，所以在推廣毫米波時必須考慮這點。”馬紅兵指出。

　　而在聞庫看來，中國5G毫米波的發展仍存在三個方面的工作要做。一是要積極推動毫米波的標準研究和技術研發工作。“我們應針對WRC制定的毫米波頻譜以及國內發布的毫米波試驗頻譜，積極開展國際國內毫米波標準的研究和技術研發工作，同時還要加強毫米波與Sub 6GHz頻段的協同組網工作。”聞庫表示。

　　其次，聞庫表示，應聚焦5G毫米波的基礎元器件研發。“毫米波帶寬比較高，不僅對頻率器件要求高，對其他相關元器件也是大的挑戰。”聞庫指出，當時在推廣400MHz、200MHz、100MHz頻段時，不僅在微波器件上有一些壓力，實際上在大帶寬ADDA(數模轉換)器件上也有一些壓力，甚至這些壓力比模擬無線電的帶寬壓力還要大一些。因此，要做好無線電基站和這些裝備必須克服這些困難，提升與毫米波相對應的元器件發展水平。

　　此外，聞庫建議，要加強產學研的合作，做好冬奧會的演示示范，共同推動毫米波的成熟，為未來6G太赫茲的可能使用積累經驗。“太赫茲的使用不可能直接越過5G毫米波而使用，只有做好5G才能有6G。因此，產業界應該共同努力，在工信部的推動下，共同做好毫米波的發展進程。”聞庫最后表示。

上一篇：【電子技術分享】PCB貼層設計的一般原則
下一篇：國內限電政策對PCB設備供應鏈的影響