當(dāng)前5G已成業(yè)界熱議話題，與3G/4G相比，5G需要滿足eMBB、uRLCC和mMTC三大應(yīng)用場(chǎng)景的需求，并應(yīng)對(duì)極致的性能挑戰(zhàn)。

5G要想成功商用離不開(kāi)終端、網(wǎng)絡(luò)的支撐，更離不開(kāi)頻譜的支持。根據(jù)3GPP對(duì)5G頻率范圍定義，其可分為FR1（450MHz~6000MHz，又被稱(chēng)為Sub-6GHz）和FR2（24250MHz~52600MHz，又稱(chēng)為Above-6GHz或毫米波）。

毫米波具備大帶寬、低時(shí)延等優(yōu)勢(shì)

FR1頻段已異常擁擠，而毫米波頻段雖然覆蓋能力相對(duì)中低頻段較弱，難以實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)覆蓋，但毫米波頻段豐富的頻譜資源可以實(shí)現(xiàn)高速的數(shù)據(jù)傳輸，并顯著提高容量，能夠滿足5G在熱點(diǎn)區(qū)域極高的用戶(hù)體驗(yàn)速率和系統(tǒng)容量需求。5G下行速率要想達(dá)到ITU IMT-2020規(guī)范要求的20Gbit/s，單靠FR1是無(wú)法實(shí)現(xiàn)的，只有在毫米波的支持和參與下，5G技術(shù)才可以發(fā)揮其最大的功效。

“和FR1相比，毫米波具有頻譜帶寬優(yōu)勢(shì)，根據(jù)香農(nóng)定義，F(xiàn)R2可實(shí)現(xiàn)的吞吐率相比FR1高幾十倍。此外，F(xiàn)R2還具有時(shí)延優(yōu)勢(shì)?！敝信d通訊首席產(chǎn)品規(guī)劃專(zhuān)家王建利博士在論壇上表示。

具體到應(yīng)用場(chǎng)景上，例如，毫米波在解決大視頻傳輸方面具有不可替代的優(yōu)勢(shì)，大視頻單個(gè)鏡頭的數(shù)據(jù)帶寬將達(dá)到200M，在需要多個(gè)鏡頭的場(chǎng)景下，F(xiàn)R1無(wú)法滿足需求，而毫米波可以解決這一帶寬需求。中國(guó)聯(lián)通網(wǎng)絡(luò)技術(shù)研究院聯(lián)合中興通訊在2019年4月便完成了基于5G毫米波基站的16路高清視頻上行業(yè)務(wù)演示，將16路4K高清視頻通過(guò)真實(shí)5G網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行上行傳輸，實(shí)現(xiàn)大于400Mbit/s級(jí)別的單用戶(hù)上行傳輸，完美展示了5G毫米波的大帶寬及低時(shí)延能力。

“從2020—2034年，在15年的時(shí)間里，業(yè)界對(duì)毫米波頻譜資源的利用有望推動(dòng)全球GDP增長(zhǎng)5650億美元?！盙SMA首席監(jiān)管官John Giusti曾這樣預(yù)測(cè)5G毫米波業(yè)務(wù)發(fā)展前景。由此也可看出，毫米波對(duì)于5G是不可或缺的。

業(yè)界積極規(guī)劃5G毫米波

正因?yàn)楹撩撞ㄔ谕掏侣屎蜁r(shí)延的優(yōu)勢(shì)，業(yè)界對(duì)毫米波充滿期待，也對(duì)毫米波的應(yīng)用場(chǎng)景不斷探索?！昂撩撞ㄎ磥?lái)應(yīng)用場(chǎng)景主要有：熱點(diǎn)覆蓋和回傳。熱點(diǎn)覆蓋包括室外熱點(diǎn)和室內(nèi)熱點(diǎn)覆蓋，如廣場(chǎng)覆蓋、體育場(chǎng)館覆蓋、機(jī)場(chǎng)高鐵站等人流密集區(qū)域的覆蓋，回傳包括FWA（固定無(wú)線接入）和IAB等場(chǎng)景。”王建利博士表示。

產(chǎn)業(yè)界也在積極規(guī)劃毫米波應(yīng)用，美國(guó)、意大利、日本、韓國(guó)、泰國(guó)等多個(gè)國(guó)家均對(duì)毫米波頻段進(jìn)行了分配，也有國(guó)家和地區(qū)把毫米波頻段分配給企業(yè)應(yīng)用。這極大地促進(jìn)了毫米波的應(yīng)用。數(shù)據(jù)顯示，截止到2019年10月，已有112家運(yùn)營(yíng)商對(duì)24.25GHz~29.5GHz的毫米波頻段5G技術(shù)進(jìn)行投資（含試驗(yàn)、預(yù)商用、商用）。

芯片商和終端設(shè)備商也在大力發(fā)展毫米波產(chǎn)品，目前已有3家芯片廠家的芯片產(chǎn)品具備了毫米波支持能力。支持5G毫米波的終端超過(guò)了60種。幾家主流的設(shè)備商也發(fā)布了支持5G毫米波的AAU和小基站產(chǎn)品。

研發(fā)多種方案破解毫米波覆蓋難題

雖然毫米波具備FR1很多方面不具備的優(yōu)勢(shì)，業(yè)界也在積極探索毫米波，但不可否認(rèn)的是，與FR1相比，毫米波還處于部署初期，規(guī)模上有巨大差距，還沒(méi)有進(jìn)入爆發(fā)期。這其中有兩個(gè)原因：一是毫米波頻段傳播距離小、穿透能力弱、發(fā)射損耗大，在實(shí)際覆蓋中有比較大的幾率出現(xiàn)弱覆蓋或覆蓋空洞，對(duì)移動(dòng)客戶(hù)的體驗(yàn)有明顯影響；二是毫米波頻段高，CMOS工藝在實(shí)現(xiàn)高頻段的射頻性能處于劣勢(shì)，而有良好性能的GaAs（砷化鎵）、GaN（氮化鎵）工藝在成本、集成度上和CMOS工藝又有明顯差距，這導(dǎo)致了毫米波產(chǎn)品的成本比較高，限制了商用，反過(guò)來(lái)又使成本無(wú)法降低。

為了應(yīng)對(duì)毫米波的挑戰(zhàn)，中興通訊從2014年便開(kāi)始進(jìn)行毫米波研究，從不同場(chǎng)景的信道建模到不同的系統(tǒng)架構(gòu)分析、產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)再到OTA的測(cè)試方案，在解決毫米波的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題推出了多種可行且高效的方案。

首先，中興通訊提出了混合賦型和陣列化高EIRP（基站輻射功率）設(shè)計(jì)思路，利用更經(jīng)濟(jì)的工藝實(shí)現(xiàn)毫米波高EIRP。

“中興通訊對(duì)多種架構(gòu)進(jìn)行了比較，最后采用了數(shù)?；旌喜ㄊx型的架構(gòu)，針對(duì)大功率宏站、小功率微站研發(fā)了針對(duì)性的陣列設(shè)計(jì)，并進(jìn)行了大量測(cè)試。測(cè)試發(fā)現(xiàn)室外熱點(diǎn)EIRP》60dBm，室內(nèi)熱點(diǎn)EIRP》50dBm，室內(nèi)熱點(diǎn)EIRP》40dBm就可以滿足覆蓋需求。中興通訊已經(jīng)推出室外熱點(diǎn)覆蓋產(chǎn)品，并規(guī)劃推出應(yīng)用不同場(chǎng)景的系列產(chǎn)品?！蓖踅ɡ┦客嘎?。

其次，中興通訊設(shè)計(jì)了智能波束方案和場(chǎng)景化的波束配置方案，讓毫米波的波束更靈活，解決覆蓋空洞的問(wèn)題。當(dāng)前中興通訊已經(jīng)實(shí)現(xiàn)根據(jù)場(chǎng)景人工配置，未來(lái)將實(shí)現(xiàn)自配置和基于歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行人工智能的配置。通過(guò)這些方案，可以利用毫米波針對(duì)不同的場(chǎng)景做到良好的覆蓋。

最后，中興通訊設(shè)計(jì)了毫米波組網(wǎng)方案，可借助低頻和LTE網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)毫米波覆蓋。王建利博士解釋道，根據(jù)高頻的傳播特性，單獨(dú)的高頻組網(wǎng)很難實(shí)現(xiàn)連續(xù)覆蓋。在實(shí)際網(wǎng)絡(luò)中，可以通過(guò)將5G高頻錨在4G低頻或者5G低頻上實(shí)現(xiàn)高低頻的混合組網(wǎng)。在這種架構(gòu)下，低頻承載控制面信息和部分用戶(hù)面數(shù)據(jù)，高頻在熱點(diǎn)地區(qū)提供超高速率用戶(hù)面數(shù)據(jù)。要做到高頻和LTE或FR1混合組網(wǎng)，必須做好系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)，中興通訊在這方面做了比較多的研究，推出多模BBU，統(tǒng)一的軟硬件支持LTE、5G NR FR1和5G NR FR2，這樣可以方便地實(shí)現(xiàn)聯(lián)合調(diào)度、分流和方便運(yùn)營(yíng)商的建設(shè)和業(yè)務(wù)發(fā)展。

積極開(kāi)展測(cè)試，毫米波將為5G添上新的翅膀

無(wú)論技術(shù)和方案是多么完美都需要接受實(shí)際落地試驗(yàn)測(cè)試，才能證明其可行性。為此，中興通訊一方面在關(guān)鍵技術(shù)和解決方案領(lǐng)域進(jìn)行深耕，另一方面對(duì)研發(fā)產(chǎn)品進(jìn)行多方面測(cè)試。測(cè)試顯示，使用中興通訊的毫米波方案后，覆蓋性能明顯提升。

例如，中興通訊毫米波方案在印度尼西亞進(jìn)行的測(cè)試顯示，單用戶(hù)峰值下行速率達(dá)到了5Gbit/s；中興通訊在日本進(jìn)行了5個(gè)站的SA測(cè)試，在汽車(chē)高速移動(dòng)下，4K視頻下載播放流暢；中興通訊在上海進(jìn)行了大量多場(chǎng)景覆蓋和業(yè)務(wù)測(cè)試，測(cè)試顯示采用中興通訊的系統(tǒng)在室外、室外信號(hào)覆蓋室內(nèi)都實(shí)現(xiàn)良好的覆蓋。

在2019年7月IMT-2020（5G）推進(jìn)組組織的中國(guó)5G增強(qiáng)技術(shù)研發(fā)試驗(yàn)毫米波頻段的測(cè)試中，中興通訊首家完成了26GHz頻段5G基站射頻OTA測(cè)試，充分驗(yàn)證了中興通訊在5G毫米波基站開(kāi)發(fā)的技術(shù)和實(shí)力。而在2019年10月，中興通訊與高通公司成功實(shí)現(xiàn)了中國(guó)首個(gè)基于智能手機(jī)的5G毫米波互操作性測(cè)試，讓5G毫米波離商用更進(jìn)一步。

隨著信息通信技術(shù)的飛速發(fā)展以及用戶(hù)需求的不斷增長(zhǎng)，用戶(hù)對(duì)大帶寬、低時(shí)延的需求將越來(lái)越多，也將推動(dòng)毫米波的商用。而毫米波在2019年開(kāi)始商用，5G eMBB場(chǎng)景在2020年開(kāi)始測(cè)試和商用，產(chǎn)業(yè)在2021年將對(duì)毫米波進(jìn)行低時(shí)延、上行視頻回傳、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的測(cè)試，并將于2022年后在企業(yè)應(yīng)用中逐步推廣毫米波。毫米波的開(kāi)發(fā)利用將為5G應(yīng)用提供更廣闊的空間。

“毫米波在2022年會(huì)成為運(yùn)營(yíng)商補(bǔ)熱的重要方案。中興通訊將積極開(kāi)展5G毫米波的研發(fā)、功能測(cè)試、外場(chǎng)試驗(yàn)，為毫米波規(guī)模商用做好準(zhǔn)備，與產(chǎn)業(yè)界共同開(kāi)創(chuàng)5G美好時(shí)代。”王建利博士表示。
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