隨著5G在全球大規(guī)模商用落地，具有豐富資源頻率的毫米波開(kāi)始展露巨大商業(yè)價(jià)值，成為近日召開(kāi)的2021MWC上海的最大熱點(diǎn)和看點(diǎn)。據(jù)GSMA及相關(guān)市調(diào)機(jī)構(gòu)預(yù)測(cè)，5G毫米波預(yù)計(jì)將在2035年之前對(duì)全球GDP做出5650億美元的貢獻(xiàn)，占5G總貢獻(xiàn)的25%。

“2021年起，全球各個(gè)國(guó)家通信頻譜將向更高頻譜延伸，毫米波將迎來(lái)全球范圍內(nèi)的大發(fā)展。”在2021MWC上?！?G毫米波+體育大會(huì)”上，上海諾基亞貝爾首席技術(shù)官常疆表示。從本次大會(huì)可以窺見(jiàn)，5G毫米波正向更多市場(chǎng)擴(kuò)展。與此同時(shí)，橫亙?cè)谄浒l(fā)展前方的技術(shù)桎梏也在被逐一擊破。

5G毫米波迎來(lái)全球范圍大發(fā)展

不同于早已被業(yè)界熟知的Sub-6GHz 5G頻段，毫米波是移動(dòng)通信領(lǐng)域久久未經(jīng)開(kāi)墾的“蠻荒之地”，在有高密度覆蓋、低時(shí)延傳輸、高精度定位等需求的場(chǎng)景中具有突出優(yōu)勢(shì)。

上海諾基亞貝爾首席技術(shù)官常疆在會(huì)上回顧，北美國(guó)家的毫米波產(chǎn)業(yè)起步較早，2017年—2018年毫米波主要用于打通FWA(固定無(wú)線接入)的“最后一公里”；2019年全球5G部署加速鋪開(kāi)，運(yùn)營(yíng)商主要以4GHz~8GHz的C波段部署5G網(wǎng)絡(luò)；隨著業(yè)務(wù)對(duì)帶寬需求的不斷增加，2021年起，全球各個(gè)國(guó)家通信頻譜將向26GHz等更高頻譜延伸，毫米波將迎來(lái)全球范圍內(nèi)的大發(fā)展。

GSMA及相關(guān)市調(diào)機(jī)構(gòu)數(shù)據(jù)顯示，5G毫米波預(yù)計(jì)將在2035年之前對(duì)全球GDP做出5650億美元的貢獻(xiàn)，占5G總貢獻(xiàn)的25%。那么，5G毫米波主要在哪些應(yīng)用場(chǎng)景中釋放價(jià)值?

中國(guó)聯(lián)通網(wǎng)絡(luò)技術(shù)研究院副院長(zhǎng)遲永生表示，5G毫米波基于不同需求定位新能力，為三大應(yīng)用場(chǎng)景帶來(lái)新動(dòng)能，包括在體育場(chǎng)館、交通樞紐、旅游景點(diǎn)、機(jī)場(chǎng)等人員密集的C端(個(gè)人消費(fèi)端)熱點(diǎn)場(chǎng)景覆蓋；多層公寓、郊區(qū)獨(dú)棟、商業(yè)區(qū)的H端(家用場(chǎng)景)固定無(wú)線接入；與邊緣計(jì)算、AI結(jié)合，為工廠、園區(qū)、碼頭等B端(企業(yè)消費(fèi))場(chǎng)景提供大容量高速率+本地化的定制專(zhuān)網(wǎng)服務(wù)。

從C端用例來(lái)看，2020超級(jí)碗、美國(guó)銀行體育場(chǎng)等世界重大體育賽事場(chǎng)館成了5G毫米波的重要用武之地?！霸诳扇菁{數(shù)萬(wàn)人的美國(guó)國(guó)家橄欖球聯(lián)盟體育館內(nèi)，基于5G毫米波技術(shù)，僅用15個(gè)天線扇區(qū)就幾乎能覆蓋全部座位區(qū)域，全部樓層的下行鏈路吞吐量超過(guò)700Mbps，10%以上的邊緣區(qū)吞吐量超過(guò)100Mbps?！?a href="http://www.brongaenegriffin.com/tags/高通/" target="_blank">高通公司中國(guó)區(qū)研發(fā)負(fù)責(zé)人徐晧說(shuō)。

Omdia分析師SethWallis Jones預(yù)測(cè)，到2030年，全球?qū)⒂?0%的體育場(chǎng)館采用毫米波技術(shù)，實(shí)現(xiàn)更高水平的內(nèi)容制作，從不同角度為用戶提供視頻內(nèi)容。

在本次大會(huì)的5G毫米波展區(qū)，中國(guó)聯(lián)通、高通、華為、OPPO、愛(ài)立信、上海諾基亞貝爾、紫金山實(shí)驗(yàn)室等參展商帶來(lái)5G毫米波CPE速率演示、5G+AR雪景拍照、5G混合現(xiàn)實(shí)智慧雪場(chǎng)、5G自由視角/多視角賽事直播、360°全景高幀率視頻傳輸?shù)葢?yīng)用場(chǎng)景演示。以5G自由視角/多視角賽事直播為例，借助高清直播攝像機(jī)和運(yùn)動(dòng)員頭盔實(shí)時(shí)拍攝上傳的多角度畫(huà)面，自由視角直播可360°自主滑動(dòng)選擇視角觀看比賽，還可放大比賽細(xì)節(jié);多視角直播則可同時(shí)觀看賽場(chǎng)上運(yùn)動(dòng)員和裁判員等各方反應(yīng)，而且畫(huà)面達(dá)到幀同步無(wú)時(shí)延。

“其實(shí)相比C端，B端更能釋放5G毫米波技術(shù)的巨大潛力，需要牢牢把握?！比A為公司無(wú)線產(chǎn)品線毫米波總裁鮑祥英說(shuō)。數(shù)據(jù)顯示，2034年之前，預(yù)計(jì)在中國(guó)使用5G毫米波頻段所帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)收益將達(dá)到1040億美元，其中垂直行業(yè)領(lǐng)域中的制造業(yè)和水電等公用事業(yè)占貢獻(xiàn)總數(shù)的62%，專(zhuān)業(yè)服務(wù)和金融服務(wù)占12%，信息通信和貿(mào)易占10%。

當(dāng)前，我國(guó)正積極開(kāi)拓5G高頻新空口，以高質(zhì)量、定制化的姿態(tài)服務(wù)B端用戶，實(shí)現(xiàn)行業(yè)物聯(lián)。按照中國(guó)IMT-2020(5G)推進(jìn)組的統(tǒng)籌規(guī)劃，中國(guó)將分三個(gè)階段推進(jìn)5G毫米波的試驗(yàn)工作：2019年重點(diǎn)驗(yàn)證5G毫米波關(guān)鍵技術(shù)和系統(tǒng)特性;2020年重點(diǎn)驗(yàn)證5G毫米波基站和終端的功能、性能和互操作；2020到2021年開(kāi)展典型場(chǎng)景應(yīng)用驗(yàn)證。

常疆在展望中國(guó)的5G部署時(shí)指出，中國(guó)正采用700MHz、2.6GHz、3.5GHz等中低頻和26GHz高頻的蛋糕分層式覆蓋。中國(guó)有望在2022年具備毫米波規(guī)模商用的能力，以SA為基礎(chǔ)部署毫米波網(wǎng)絡(luò)對(duì)運(yùn)營(yíng)商來(lái)說(shuō)會(huì)是比較理想的選擇。

技術(shù)短板正逐一攻克

5G毫米波因?yàn)轭l段高、傳播損耗高、繞射和衍射能力弱，覆蓋相對(duì)受限，這是5G毫米波通信系統(tǒng)面臨的最大挑戰(zhàn)。根據(jù)中國(guó)聯(lián)通的實(shí)測(cè)結(jié)果，5G毫米波的穿透損耗遠(yuǎn)高于Sub-6GHz，同時(shí)惡劣天氣如雨、雪、霧等對(duì)毫米波的傳播也有不利影響。

“由于這些桎梏，使得早期業(yè)界對(duì)5G毫米波產(chǎn)生了誤解，以為它只能夠?qū)崿F(xiàn)視距傳輸和固定傳輸。隨著自回傳和信號(hào)穿透等技術(shù)不斷演進(jìn)，‘連續(xù)覆蓋’的老大難問(wèn)題得到解決，‘高頻’和‘廣覆蓋’這兩塊魚(yú)和熊掌終能兼得?！睈?ài)立信東北亞區(qū)網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品線部門(mén)總監(jiān)吳日平指出。

2020年12月，意大利電信、愛(ài)立信和高通技術(shù)公司使用26GHz頻段的毫米波頻譜，將5G技術(shù)應(yīng)用于固定無(wú)線接入。在距站點(diǎn)6.5公里的場(chǎng)景下，測(cè)得1Gbps的下行速率和700Mbps的上行速率，創(chuàng)造了超寬帶遠(yuǎn)距離傳輸速度的紀(jì)錄。

據(jù)高通公司中國(guó)區(qū)研發(fā)負(fù)責(zé)人徐晧介紹，首先，5G毫米波通過(guò)先進(jìn)的波束賦形技術(shù)增加EIRP(等效全向輻射功率)，提升覆蓋能力，能夠輕松實(shí)現(xiàn)數(shù)百米的信號(hào)傳輸，緩解路徑損耗問(wèn)題。這項(xiàng)技術(shù)不僅通過(guò)仿真實(shí)驗(yàn)得到了驗(yàn)證，而且在外場(chǎng)測(cè)試和商用部署中也得到了充分檢驗(yàn)。其次，在5G標(biāo)準(zhǔn)化中，5G毫米波波束管理成為5G毫米波標(biāo)準(zhǔn)化的工作重點(diǎn)，其中包括波束搜索、波束跟蹤以及波束切換等，使5G毫米波系統(tǒng)能在部分方向信號(hào)受到遮擋的情況下迅速捕捉新波束并動(dòng)態(tài)地實(shí)施波束切換。最后，半導(dǎo)體材料和封裝技術(shù)的進(jìn)步也推動(dòng)著5G毫米波技術(shù)快速發(fā)展，可將大規(guī)模陣列天線和射頻鏈路整合成性價(jià)比更高的RFIC(相位陣列射頻器件)，從硬件上為5G毫米波系統(tǒng)提供強(qiáng)大支持。

據(jù)吳日平介紹，此前，毫米波技術(shù)多應(yīng)用于軍事、科技領(lǐng)域，在通信領(lǐng)域應(yīng)用較少，甚至毫米波曾經(jīng)一度被認(rèn)為是不可能用于移動(dòng)無(wú)線通信的。除了超遠(yuǎn)覆蓋、載波聚合等毫米波技術(shù)本身難以攻克，設(shè)備的尺寸和重量更成為毫米波技術(shù)可部署性的掣肘。因此未來(lái)5G毫米波產(chǎn)業(yè)發(fā)展演進(jìn)，關(guān)鍵是要解決設(shè)備輕小化的問(wèn)題，讓毫米波設(shè)備越輕越好、越小越好，能夠在最合適的位置有能力部署。

“如今，我們不能僅僅著眼于毫米波，而是高頻段，因?yàn)槿缃竦闹械皖l乃至未來(lái)的毫米波，總有一天還會(huì)面臨‘擁擠’。因此運(yùn)營(yíng)商、終端廠商、設(shè)備商等整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈攜起手來(lái)培育完善的產(chǎn)業(yè)生態(tài)，做毫米波以外(6G和太赫茲)的技術(shù)拓展。對(duì)此，產(chǎn)業(yè)要形成一個(gè)通用的架構(gòu)，承載所有波段，這樣不僅可以很好地保護(hù)運(yùn)營(yíng)商的投資，還可以很快地支持這些新的頻段。”徐晧說(shuō)。

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