毫米波愈發(fā)閃亮：無(wú)它不奧運(yùn)，越演進(jìn)越強(qiáng)大

（魏德齡/文）相比目前正在熱火朝天進(jìn)行覆蓋的Sub-6GHz頻段，毫米波頻段在國(guó)內(nèi)還略顯低調(diào)。但實(shí)際上，5G毫米波頻段對(duì)于未來(lái)5G網(wǎng)絡(luò)的體驗(yàn)將起到至關(guān)重要的作用，現(xiàn)有的Sub-6GHz頻段無(wú)法滿足的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)帶寬難題，毫米波卻能迎刃而解，例如未來(lái)兩年奧運(yùn)會(huì)的網(wǎng)絡(luò)部署中就已經(jīng)缺它不行，毫米波的價(jià)值正在日趨凸顯。

毫米波成全球部署新重點(diǎn)

GSMA對(duì)毫米波在5G網(wǎng)絡(luò)中的價(jià)值做出了預(yù)測(cè)，根據(jù)《毫米波的價(jià)值》報(bào)告，預(yù)計(jì)到2034年，5G毫米波將創(chuàng)造5650億美元的GDP，并產(chǎn)生1520億美元的稅收，占到5G創(chuàng)造總價(jià)值的25%。另一份《5G毫米波在中國(guó)》的報(bào)告指出，預(yù)計(jì)到2034年，在中國(guó)使用毫米波頻段所帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)收益將產(chǎn)達(dá)約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%，專業(yè)服務(wù)和金融服務(wù)占12%，信息通信和貿(mào)易占10%。

在8月27日舉行的“GSMA毫米波技術(shù)深入解讀研討會(huì)”上，通過(guò)產(chǎn)業(yè)鏈多方的分享也能發(fā)現(xiàn)，毫米波頻段的部署已經(jīng)成為全球多地的重點(diǎn)。截至5月13日，全球7個(gè)國(guó)家和地區(qū)的28個(gè)運(yùn)營(yíng)商已經(jīng)獲得毫米波頻段，其中美國(guó)、日本、韓國(guó)已經(jīng)商用，主要使用28GHz頻段；歐洲的意大利完成毫米波頻譜分配；德國(guó)、英國(guó)已經(jīng)進(jìn)行頻段規(guī)劃；亞洲的中國(guó)香港/臺(tái)灣、泰國(guó)也已經(jīng)完成毫米波頻段的分配。

運(yùn)營(yíng)商之所以開(kāi)始大力部署毫米波頻段，是因?yàn)橹挥挟?dāng)5G網(wǎng)絡(luò)同時(shí)擁有Sub-6GHz與毫米波頻段時(shí)，才能發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)的最大潛能。愛(ài)立信的王衛(wèi)在本次研討會(huì)上分享的愛(ài)立信研究成果表明，只有當(dāng)網(wǎng)絡(luò)在高頻部署有毫米波、中頻部署有Sub-6GHz與LTE、低頻部署有2G與3G網(wǎng)絡(luò)，再配合多載波聚合技術(shù)時(shí)，網(wǎng)絡(luò)的速率、覆蓋、時(shí)延三項(xiàng)指標(biāo)才能達(dá)到最優(yōu)。

中國(guó)則可能在2021年部署毫米波，預(yù)計(jì)將采用26GHz頻段，2022年基于SA具備規(guī)模商用的能力。而這一時(shí)間點(diǎn)，恰恰與北京2022年冬奧會(huì)形成了同步，事實(shí)上，對(duì)于未來(lái)奧運(yùn)會(huì)賽場(chǎng)的網(wǎng)絡(luò)需求而言，基本可以稱得上是“無(wú)毫米波不奧運(yùn)”。

無(wú)毫米波不奧運(yùn)

早在2018年的平昌冬奧會(huì)上，毫米波就被應(yīng)用在了視聽(tīng)轉(zhuǎn)播技術(shù)中。隨著目前賽事場(chǎng)館正從過(guò)去的有線過(guò)渡到無(wú)線，全無(wú)線場(chǎng)館正在成為未來(lái)的大趨勢(shì)。根據(jù)東京奧運(yùn)會(huì)的全無(wú)線媒體服務(wù)帶寬需求，全球前12大新聞社在每家獨(dú)享300Mbps的情況下，共需要3.6Gbps帶寬，剩下約300人的普通新聞媒體也需要共享6Gbps的帶寬。中國(guó)聯(lián)通研究院李福昌認(rèn)為，上述的全無(wú)線媒體服務(wù)帶寬需求采用Sub-6GHz頻段將很難實(shí)現(xiàn)，需要毫米波進(jìn)行支持。

于此同時(shí)，在冬奧會(huì)賽場(chǎng)中，除了新聞服務(wù)外，全景VR、新型信息交互、智能安防同樣需要毫米波的高帶寬低延遲特性來(lái)助力。愛(ài)立信的王衛(wèi)就在研討會(huì)上分享了相關(guān)案例，目前Verizon已經(jīng)在NFL與NBA的場(chǎng)館中部署了支持毫米波頻段的5G網(wǎng)絡(luò)，讓即便是位置不佳或臨時(shí)需要出恭的觀眾也可以使用全景VR來(lái)實(shí)時(shí)觀看比賽。高通公司工程技術(shù)高級(jí)總監(jiān)駱濤博士認(rèn)為5G毫米波將帶來(lái)新一波機(jī)遇，在室內(nèi)部署中，毫米波能夠與Wi-Fi提供的現(xiàn)有無(wú)線服務(wù)互補(bǔ)，同時(shí)擴(kuò)展至全新的終端類型，帶來(lái)卓越速度和無(wú)限容量的同時(shí)支持增強(qiáng)體驗(yàn)。

5G毫米波的帶寬優(yōu)勢(shì)也已經(jīng)在實(shí)際部署后得到了證明，通過(guò)Ookla基于Speedtest應(yīng)用的大量用戶實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)顯示，搭載驍龍移動(dòng)平臺(tái)的5G毫米波終端峰值速率超過(guò)2Gbps，更重要的是在平均下載速率上，毫米波可以超900Mbps，而Sub-6GHz僅為225Mbps。這也反映到了5G用戶的真實(shí)體驗(yàn)之中。

實(shí)際上，毫米波在國(guó)內(nèi)的相關(guān)測(cè)試中也有著不俗表現(xiàn)，在三大運(yùn)營(yíng)商的聯(lián)合測(cè)試中，使用800MHz帶寬的情況下，峰值下行可達(dá)14.7Gbps，上行3Gbps，時(shí)延僅為1-1.5ms，最大覆蓋范圍2.6公里；另在8月25日，一加與愛(ài)立信率先完成的2020年IMT-2020毫米波終端測(cè)試中，使用一加8手機(jī)，配合愛(ài)立信基站，4cc下行吞吐率可達(dá)2.1Gbps，最大距離可達(dá)1.2公里。

顯然，毫米波的價(jià)值正在日漸凸顯，高帶寬的網(wǎng)絡(luò)表現(xiàn)，恰恰是解決奧運(yùn)會(huì)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)需求的不二之選。

克服挑戰(zhàn)，越演進(jìn)越強(qiáng)大

通過(guò)全球多個(gè)國(guó)家或地區(qū)對(duì)于毫米波頻段的部署不難看出，毫米波設(shè)備的能力已經(jīng)基本成熟，毫米波移動(dòng)化的挑戰(zhàn)正在被克服。高通公司駱濤博士認(rèn)為，傳統(tǒng)觀點(diǎn)認(rèn)為該領(lǐng)域主要有四大挑戰(zhàn)，分別是覆蓋范圍有限且成本高、僅支持視距傳輸、僅可用于固定用例以及終端外形尺寸較大。但高通多代毫米波解決方案及其商用終端的發(fā)布已經(jīng)證實(shí)，這些挑戰(zhàn)是可以克服的。

同時(shí)，5G標(biāo)準(zhǔn)的不斷演進(jìn)也為解決這些挑戰(zhàn)帶來(lái)了更大助力。R16標(biāo)準(zhǔn)中引入的IAB，能更好地解決毫米波的覆蓋問(wèn)題，通過(guò)IAB連接光纖，大大減少了光纖接入點(diǎn)的數(shù)量，在實(shí)際使用中，IAB可以靈活進(jìn)行接入和回傳資源的重新分配，滿足動(dòng)態(tài)需求。IAB大大擴(kuò)展了毫米波的覆蓋，此前在法蘭克福市中心，在部署了7個(gè)gNodeB與400個(gè)毫米波終端的情況下，僅需28個(gè)IAB節(jié)點(diǎn)，就讓整個(gè)覆蓋范圍實(shí)現(xiàn)了明顯增加。

在面對(duì)傳輸和固定用例的問(wèn)題上，通過(guò)先進(jìn)的波束成形技術(shù)，高通目前已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)超過(guò)150米的毫米波傳輸。實(shí)際上，正是高通在2015年展示的波束導(dǎo)向支持的非視距毫米波移動(dòng)性，以及2016年通過(guò)展示智能波束成形和波束跟蹤技術(shù)展示的5G毫米波設(shè)計(jì)，讓毫米波技術(shù)邁出了“移動(dòng)化”的重要一步。

例如，目前正在北美銷售的一加8手機(jī)中，就專門內(nèi)置了3塊高通QTM525 5G毫米波天線模組，當(dāng)一個(gè)天線被手部或身體其它部位遮擋時(shí)，通過(guò)支持信道快速切換，可以迅速找到新的傳輸路徑，讓毫米波終端的信號(hào)完全不成問(wèn)題。

像高通QTM525、QTM535這樣將天線、射頻前端、收發(fā)器集于一身的毫米波模組，也解決了終端的尺寸問(wèn)題，不僅滿足智能手機(jī)緊湊纖薄的設(shè)計(jì)需求，同時(shí)滿足功耗需求并提供最大化的性能。當(dāng)下，相較于Sub-6GHz設(shè)備，毫米波元器件尺寸更小，設(shè)備變得更容易小型化，也為后續(xù)在更多領(lǐng)域的應(yīng)用提供了可能。

毫米波芯片的進(jìn)展和終端的普及更加迅速。高通早在2018年初推出的驍龍X50調(diào)制解調(diào)器就支持Sub-6GHz+毫米波。2019年推出的驍龍X55就實(shí)現(xiàn)對(duì)于全球全部主要Sub-6GHz與毫米波頻段的支持。2020年推出的驍龍X60更是實(shí)現(xiàn)了毫米波與Sub-6GHz的聚合。本次研討會(huì)上給出的數(shù)據(jù)顯示，目前已商用的5G終端中已經(jīng)有17款終端支持毫米波，預(yù)計(jì)年底將達(dá)20款，品牌涉及三星、LG、摩托羅拉、一加、HTC等多個(gè)廠商。

隨著R16、R17對(duì)于5G毫米波中大量增強(qiáng)特性的引入，不僅能解決此前面臨的種種挑戰(zhàn)，還能讓毫米波更具價(jià)值。除了上述提到的IAB外，節(jié)電特性幫助解決5G的能耗問(wèn)題；增強(qiáng)型波束管理進(jìn)一步改善時(shí)延、魯棒性和性能；定位能力的增加，讓5G終端最終可實(shí)現(xiàn)厘米級(jí)的精度；頻譜也將擴(kuò)展到52.6GHz-71GHz頻段，以及免許可頻譜，可極大擴(kuò)展利用范圍。

毫米波技術(shù)不僅克服了重重挑戰(zhàn)，還正在越演進(jìn)越強(qiáng)大，帶來(lái)更好的網(wǎng)絡(luò)表現(xiàn)，以及支持更多用例的可能。也許就在不久以后，毫米波甚至難掩低調(diào)，會(huì)因在多領(lǐng)域不可或缺的地位，變得愈發(fā)閃亮。

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