5G毫米波展望

本文作者:十一

本文来源:5G通信(ID:tongxin5g)

审阅:5G哥(5g@mscbsc.com)


随着5G基础建网日益完善,R16版本冻结,5G下一阶段关键技术备受关注,5G毫米波首当其冲,众所周知,美国采用5G毫米波频段建网,从5G研发阶段开始就将重心放在毫米波上,5G毫米波到底有什么魔力?如此备受青睐。


本文就一起来探索一下5G杀手锏----“毫米波”


毫米波现在怎么样了?


5G毫米波技术不再局限于欧美国家,全球各国都在加速推进5G毫米波部署,中国也在其中。


GSA在2020年10月发布数据称,目前全球有130家运营商正在投资24250 MHz-29500 MHz频段的5G网络,已有20多家运营商部署了毫米波5G系统。


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5G 毫米波频段全球部署情况


美国运营商进展最快,美三大移动通信运营商包括Verizon、AT&T与T-Mobile US都已经提供了毫米波5G商用服务,中日韩紧随其后。


目前高通、三星和华为海思均已发布5G毫米波芯片,截至2020年10月,已经有37款商用及预商用5G毫米波终端(支持257、n258或n261频段),其中5G毫米波智能手机19款、5G毫米波CPE设备8款。


5G毫米波预计将在2035年前对全球GDP做出5650亿美元的贡献,占5G总贡献的25%。


5G基础建网逐渐完善,整个行业乃至全球都在发力推动5G毫米波发展。中国移动技术专家曾表示,毫米波5G将在2022年具备可规模商用的能力。


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但目前5G毫米波的商业化还处在初期,产业链没有全面开花。


哪些国家已部署5G毫米波?


5G毫米波早已成为各国家和国际组织的关注焦点,截至2020年10月,已有20多家运营商部署了毫米波5G系统,一起来看看各国5G毫米波最新进展:


美国

除了普遍看好的28GHz频段外,美国还在积极推进24GHz/37GHz/39GHz/47GHz的商业网络部署,已在纽约、洛杉矶、芝加哥等多个城市进行毫米波商用部署,美三大移动通信运营商都已经提供了毫米波5G商用服务。


韩国

在 2018 年平昌冬奥会中,就已经将毫米波应用在视听转播技术中,并在部分热点区域,部署 28GHz 毫米波作为容量补充。


日本

已经完成了26GHz和28GHz部分频谱的分配或拍卖,在名古屋和仙台等地也正在开展外场试验,所使用的频段也是28GHz为主。



中国

我国中频段5G在2019年已开始商用,毫米波5G频谱尚未正式发布,但已批准了24.75-27.5 GHz和37-42.5 GHz作为实验频段。目前已完成5G毫米波关键技术验证,计划在2022年逐步进行5G毫米波商用。


意大利

已进行毫米波频谱资源的拍卖,德国和英国正在计划之中。他们的使用频段,主要集中在26GHz频段(24.25-27.5GHz)。


澳大利亚以及东南亚部分国家

运营商计划于今年或明年开始5G毫米波部署。


包括美国在内的北美地区进展最快,其次是日本、韩国、中国。GSMA相关报告预计:到2034年,毫米波5G将为中国带来1000多亿美元的经济效益。


毫米波在中国有市场吗?


随着“新基建”战略的推出,国内运营商和设备商在5G毫米波建设上的节奏也开始明显加快。


我国5G毫米波频段资源虽然没有进行正式分配,但毫米波研究和测试进展也在加速。


2020年3月24日,工信部明确发文,要求:“适时发布部分5G毫米波频段频率使用规划”,“组织开展毫米波设备和性能测试,为5G毫米波技术商用做好储备”。(点击可查看公告详情)


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截图自工信部官网


2020年12月29日,工信部部长肖亚庆表示:2021年将新建5G基站60万以上,有序推进5G网络建设及应用,开展工业5G专网试点,并适时发布部分频段5G毫米波规划。


除了运营商,华为、中兴、诺基亚、爱立信也都在加大毫米波研发。华为、中兴、爱立信均已通过5G毫米波基站的功能、射频、外场及OTA性能测试。


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华为海思芯片进行了5G毫米波关键技术的室内功能测试;中兴通讯与高通公司成功实现了基于智能手机的5G毫米波互操作性测试;爱立信截至2020年中,已经完成超过20个商用网或试点的建设......


因为我们的Sub-6频段资源相对较为充裕,所以对毫米波的需求并不像美国。但是5G毫米波在中国的市场并不亚于美国,关于中国“毫米波有没有市场”的答案更是几乎已经没有了任何的疑问。


在中国,毫米波是5G下一阶段重点核心技术。


什么原因让毫米波这么吃香?


与资源相对有限的Sub6G频谱相比,毫米波具有频谱丰富、连续性好的优势,毫米波可以轻松分配100MHz以上的带宽资源,甚至达到400MHz或800MHz。


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与Sub-6GHz技术相比,毫米波5G拥有许多倍的频宽优势


毫米波5G的无线传输速度可以轻松超过Sub-6数倍,无线传输速率可达10Gbit/s以上。中国移动此前外场测试结果显示,小区峰值速率达到了14.7Gbps(基于800MHz频谱带宽)。


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图源中国移动


有网友使用美版iPhone 12对Sub-6GHz和毫米波分别进行测速:


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5G测速结果:Sub 6GHz网络


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5G测速结果:毫米波网络


成绩最差的毫米波网络,也比成绩最好的Sub-6GHz网络带宽高出了200%,同时延迟降低了60%。


此外,5G毫米波还具有低时延的特性,这将支持云游戏、云计算等需要多感官协调的交互类服务,也将满足工业互联网应用的极高需求。


可实现体育馆、广场等人群密集场景的热点覆盖、园区智慧专网和固定无线宽带接入,毫米波会被优先用在人流量大、消费水平高,和对网络需求极高的区域。


毫米波的大规模商用正是释放5G全部潜力的关键。


挑战当前,未来可期


全球5G毫米波产业蓄势待发,同时5G毫米波仍然面临诸多问题,例如毫米波频段传播损耗大、覆盖能力偏弱,因此连续覆盖难度大,应用场景受限等。


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毫米波可以被树木遮挡(图源LuxCarta)


此外,毫米波在技术方案、电性能指标、产品成熟度、成本等方面都有待逐步优化。


主要包括:应用技术和成熟度不高,设备成本目前偏高;支持毫米波的终端种类和数量仍需丰富;毫米波的基站测试技术与6GHz以下频段存在较大差异,部分性能、指标和可靠性测试方案还需进一步完善。


总的来说,优势大于劣势,Sub-6GHz频段覆盖广,信号强且稳定;毫米波速度快,时延低。5G联合毫米波,将达到1+1>3的效果。


5G毫米波对我国产业核心技术自主可控能力的重大挑战,更是一次变革的机会!


中国联通将通过开展冬奥会场景毫米波试点试验,带动国内产业链加速发展。


中国移动研究院无线技术研究所副所长李男表示,预计在2022年实现毫米波商用。



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