通信產業商用發展的幾十年間,毫米波似乎一直都是一片未經開墾的領域,雖然諸多通信巨頭的實驗室都對它持續地投入研究,但毫米波卻沒有真正走入我們的生活。隨著5G時代的加速到來,行業應用和大眾應用對帶寬、延時和可靠性等網絡環境要求上升到了新高度。因此,能為用戶提供高頻、低延時、大容量的毫米波技術優勢得到廣泛關注,逐步走入大眾視野。GSMA與TMG發布聯合報告稱,預計到2034年,在中國使用毫米波頻段所帶來的經濟受益將產生約1040億美元的效應。
然而,毫米波通信技術本身存在一些短板,可能會成為制約該技術在5G時代一展身手的因素。對此,本次的GSMA Thrive線上大會上,通信行業巨頭和產業專家紛紛圍繞“如何釋放5G毫米波通信技術的全部潛能”分享了精彩的觀點,并就下一步產業的解決方案建言獻策。
中國聯通網絡技術研究院副院長遲永生:
高低頻段融合組網將成5G未來的發展趨勢
今年4月,我國明確將5G納入新基建范疇,5G作為萬物智聯時代重要的基礎設施,網絡的帶寬、容量、速率和時延等指標正在尋求新的突破,產業界正在向更高頻段進行挖掘,具有大帶寬、高頻、低時延的毫米波技術備受關注。
未來,低頻段(Sub-6GHz)和高頻段(毫米波)的融合組網,將是我國5G通信的發展趨勢,將為各維度的用戶帶來更好的網絡體驗。一來,在高流量并發地區,毫米波能實現精準地實現網絡覆蓋和分流。二來,毫米波是運營商滿足行業特殊化要求的重要手段,打造專網,尤其是與MEC(移動邊緣計算)和AI結合,可疊加出豐富多樣的增值業務,為覆蓋區域提供定制化的智能解決方案。三來,毫米波通信提供了800MHz的帶寬,可以作為無線回傳鏈路,解決部署光纖部署成本高的問題。
與此同時,毫米波技術本身仍存在一定缺陷,由于我國毫米波產業鏈有待成熟,核心技術和核心器件成熟度較低,系統化和標準化工作有待推進,相較于已經深度部署的低頻段,毫米波的技術優勢不明顯。對此,一方面要明確應用場景,通過混合組網來驗證毫米波的優勢;另一方面,建議最好由運營商統籌建設,實施有效監管。
阿聯酋電信技術戰略部高級總監Hani Mohammad Yassin:
要進行毫米波通信多場景可行性的評估
毫米波的應用將非常廣泛,在北美國家固定天線的接入場景已經有很多。對于正在部署毫米波的國家來說,針對基礎設施、生態系統和垂直行業的毫米波多場景可行性的評估非常重要,還要評估不同的商業案例,從而制定從短期到長期的應用發展策略。
當前有不少國家主要圍繞26GHz的毫米波頻段進行測試,但規模化部署仍存在一定的技術性挑戰——包括覆蓋率有限、網格部署成本較高、障礙物的阻斷等。阿聯酋在毫米波的部署中,重視毫米波在高移動性應用中的作用,依靠波束賦形來解決技術痛點,從而減少部署成本。
高通無線研發團隊工程技術高級總監季庭方:
5G毫米波商用還需解決路徑損耗
5G規模商用正在全球大范圍展開,目前全球已經有60多家運營商部署5G商用網絡,380多家運營商正在投資5G;2020年5G手機出貨量預計將達到2億部,2022年5G手機出貨量預計達7.5億部;2023年,全球5G連接數預計將超過10億,比4G獲得同樣連接數的速度整整快2年,到2025年,5G連接數預計將達到28億。
其中,5G毫米波為商用提供了極大的網絡容量,毫米波通信環境中的下載速率能達到900Mbps,比Sub-6GHz快4倍;毫米波的低時延催生了一系列新服務——云計算、云游戲、VR/AR。
高通已經驗證了毫米波用于移動通信的挑戰和解決方案。毫米波的覆蓋范圍有限且成本昂貴,較大的路徑損耗意味著覆蓋范圍僅限于數百英尺,需要大量的小型基站,窄波束寬度的模擬波束成形可克服路徑損耗,可利用現有站址開展全面的系統仿真實驗;身體、墻體、植被、雨滴的阻擋會嚴重影響信號的傳播,因此,利用路徑分集和反射,可以引領波束賦形和波束追蹤技術發展;由于帶寬更大,從本質而言毫米波能耗更高,這為外形尺寸較小的終端帶來嚴峻的散熱挑戰,高通已經發布的調制解調器、射頻和天線產品,可應對外形尺寸和散熱的挑戰。
諾基亞貝爾實驗室院士Harri Holma:
工業場景和智慧城市將是5G毫米波的重要用武之地
全球范圍內的毫米波通信技術還處在初始階段,北美的應用比較成功;歐洲還處于應用早期階段,芬蘭目前才剛剛進行招標工作。毫米波在初始階段的部署成本很高、遮擋效應很大,很難解決室內的移動應用問題。因此,從產品角度來看,我們需要考慮如何解決技術痛點,并與現有的網絡設備進行銜接,讓消費者不用更換設備就能實現高低頻段的融合,進而完全地釋放毫米波的能量。
對于毫米波在專用場景中的應用,我認為其將在工業場景中大有可為,高容量、低延時的網絡特點有助于提升工業的智能化和自動化程度。目前芬蘭很重視毫米波技術在未來工業級方向的應用,此外智慧城市也是未來毫米波的重要應用領域。
小米天線預研團隊負責人、毫米波業務專家謝萬波:
毫米波在手機等終端應用存在挑戰
Sub-6GHz頻段已經非常擁擠,而毫米波由于能夠滿足以下條件——優先保障移動通信的頻譜資源、技術上可以實現、連續500MHz帶寬可用、能與其他系統共存,被全球視為5G頻譜拓展的重要規劃。
事實上,每一代移動通信技術,都要和終端適配,從而促進了用戶體驗的改善和手機形態的變化。毫米波在手機等終端中的應用存在一定挑戰,一方面,頭、手遮擋會限制毫米波的位置,另一方面,局部散熱和對人體的輻射進一步限制了毫米波的使用位置。目前5G毫米波模組在手機中主要采用AiP的方式存在,即通過射頻前端+天線陣解決從電路到天線的傳輸問題,但整個模組的位置要滿足天線的需要,增加了應用難度。因此,需要可定制的天線實現形式,來滿足不同終端的個性化需求。
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原文標題:解決5G毫米波技術短板,它將成就千億美元大市場
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