5G商用价值潜力无限,但仍有一片尚未开阔的领域

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通信产业商用发展的几十年间,毫米波似乎一直都是一片未经开垦的领域,虽然诸多通信巨头的实验室都对它持续地投入研究,但毫米波却没有真正走入我们的生活。随着5G时代的加速到来,行业应用和大众应用对带宽、延时和可靠性等网络环境要求上升到了新高度。

 

因此,能为用户提供高频、低延时、大容量的毫米波技术优势得到广泛关注,逐步走入大众视野。GSMA与TMG发布联合报告称,预计到2034年,在中国使用毫米波频段所带来的经济受益将产生约1040亿美元的效应。

 

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然而,毫米波通信技术本身存在一些短板,可能会成为制约该技术在5G时代一展身手的因素。对此,本次的GSMA Thrive线上大会上,通信行业巨头和产业专家纷纷围绕“如何释放5G毫米波通信技术的全部潜能”分享了精彩的观点,并就下一步产业的解决方案建言献策。

 

中国联通网络技术研究院副院长迟永生:高低频段融合组网将成5G未来的发展趋势

 

今年4月,我国明确将5G纳入新基建范畴,5G作为万物智联时代重要的基础设施,网络的带宽、容量、速率和时延等指标正在寻求新的突破,产业界正在向更高频段进行挖掘,具有大带宽、高频、低时延的毫米波技术备受关注。

 

未来,低频段(Sub-6GHz)和高频段(毫米波)的融合组网,将是我国5G通信的发展趋势,将为各维度的用户带来更好的网络体验。一来,在高流量并发地区,毫米波能实现精准地实现网络覆盖和分流。二来,毫米波是运营商满足行业特殊化要求的重要手段,打造专网,尤其是与MEC(移动边缘计算)和AI结合,可叠加出丰富多样的增值业务,为覆盖区域提供定制化的智能解决方案。三来,毫米波通信提供了800MHz的带宽,可以作为无线回传链路,解决部署光纤部署成本高的问题。

 

与此同时,毫米波技术本身仍存在一定缺陷,由于我国毫米波产业链有待成熟,核心技术和核心器件成熟度较低,系统化和标准化工作有待推进,相较于已经深度部署的低频段,毫米波的技术优势不明显。对此,一方面要明确应用场景,通过混合组网来验证毫米波的优势;另一方面,建议最好由运营商统筹建设,实施有效监管。

 

阿联酋电信技术战略部高级总监Hani Mohammad Yassin:要进行毫米波通信多场景可行性的评估

 

毫米波的应用将非常广泛,在北美国家固定天线的接入场景已经有很多。对于正在部署毫米波的国家来说,针对基础设施、生态系统和垂直行业的毫米波多场景可行性的评估非常重要,还要评估不同的商业案例,从而制定从短期到长期的应用发展策略。

 

当前有不少国家主要围绕26GHz的毫米波频段进行测试,但规模化部署仍存在一定的技术性挑战——包括覆盖率有限、网格部署成本较高、障碍物的阻断等。阿联酋在毫米波的部署中,重视毫米波在高移动性应用中的作用,依靠波束赋形来解决技术痛点,从而减少部署成本。

 

高通无线研发团队工程技术高级总监季庭方:5G毫米波商用还需解决路径损耗

 

5G规模商用正在全球大范围展开,目前全球已经有60多家运营商部署5G商用网络,380多家运营商正在投资5G;2020年5G手机出货量预计将达到2亿部,2022年5G手机出货量预计达7.5亿部;2023年,全球5G连接数预计将超过10亿,比4G获得同样连接数的速度整整快2年,到2025年,5G连接数预计将达到28亿。

 

其中,5G毫米波为商用提供了极大的网络容量,毫米波通信环境中的下载速率能达到900Mbps,比Sub-6GHz快4倍;毫米波的低时延催生了一系列新服务——云计算、云游戏、VR/AR。

 

高通已经验证了毫米波用于移动通信的挑战和解决方案。毫米波的覆盖范围有限且成本昂贵,较大的路径损耗意味着覆盖范围仅限于数百英尺,需要大量的小型基站,窄波束宽度的模拟波束成形可克服路径损耗,可利用现有站址开展全面的系统仿真实验;身体、墙体、植被、雨滴的阻挡会严重影响信号的传播,因此,利用路径分集和反射,可以引领波束赋形和波束追踪技术发展;由于带宽更大,从本质而言毫米波能耗更高,这为外形尺寸较小的终端带来严峻的散热挑战,高通已经发布的调制解调器、射频和天线产品,可应对外形尺寸和散热的挑战。

 

诺基亚贝尔实验室院士Harri Holma:工业场景和智慧城市将是5G毫米波的重要用武之地

 

全球范围内的毫米波通信技术还处在初始阶段,北美的应用比较成功;欧洲还处于应用早期阶段,芬兰目前才刚刚进行招标工作。毫米波在初始阶段的部署成本很高、遮挡效应很大,很难解决室内的移动应用问题。因此,从产品角度来看,我们需要考虑如何解决技术痛点,并与现有的网络设备进行衔接,让消费者不用更换设备就能实现高低频段的融合,进而完全地释放毫米波的能量。

 

对于毫米波在专用场景中的应用,我认为其将在工业场景中大有可为,高容量、低延时的网络特点有助于提升工业的智能化和自动化程度。目前芬兰很重视毫米波技术在未来工业级方向的应用,此外智慧城市也是未来毫米波的重要应用领域。

 

小米天线预研团队负责人、毫米波业务专家谢万波:毫米波在手机等终端应用存在挑战

 

Sub-6GHz频段已经非常拥挤,而毫米波由于能够满足以下条件——优先保障移动通信的频谱资源、技术上可以实现、连续500MHz带宽可用、能与其他系统共存,被全球视为5G频谱拓展的重要规划。

 

事实上,每一代移动通信技术,都要和终端适配,从而促进了用户体验的改善和手机形态的变化。毫米波在手机等终端中的应用存在一定挑战,一方面,头、手遮挡会限制毫米波的位置,另一方面,局部散热和对人体的辐射进一步限制了毫米波的使用位置。目前5G毫米波模组在手机中主要采用AiP的方式存在,即通过射频前端+天线阵解决从电路到天线的传输问题,但整个模组的位置要满足天线的需要,增加了应用难度。因此,需要可定制的天线实现形式,来满足不同终端的个性化需求。

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