毫米波三大优势助力释放5G全部潜能

当前，5G商用正在不断扩展，覆盖亚洲、北美、欧洲、中东及非洲、拉丁美洲、澳大利亚等国家和地区。全球超过35个国家已经部署商用5G网络，超过80家运营商已经部署商用5G网络。而对于5G频谱，不同的国家和地区有着不同的选择，部分国家和地区选择的是6GHz以下的频谱，也有很多区域在选择毫米波的频谱。

10月12日，为进一步讨论5G毫米波的未来，释放5G全部潜能，推进5G毫米波产业发展，由GSMA主办，信通传媒·通信世界全媒体承办，高通公司作为技术合作伙伴的“5G毫米波产业高峰论坛”在北京丽晶酒店召开。高通中国区研发负责人徐晧表示，毫米波频段丰富的带宽资源对于提升5G性能和容量，降低时延而言至关重要。它能够充分释放5G全部潜能，创造全新机遇。

利用毫米波三大优势，释放5G全部潜能

5G要想成功商用离不开终端、网络的支撑，更离不开频谱的支持。5G部署基于两大类频段：一个是6GHz以下（FR1）频段，另一个是毫米波（FR2）频段。在徐晧看来，毫米波具备三大优势，能进一步释放5G潜能，加速5G赋能千行百业。

毫米波最大优势之一是大带宽。Ookla旗下Speedtest应用最新数据分析显示，基于6GHz以下频段（比如3.5GHz、2.6GHz）的现网实测，发现5G下载速率比4G LTE快5倍，而与6GHz以下频段相比，5G毫米波终端的实测平均下载速度快4倍，平均速率高达900Mbps，峰值速率超过2Gbps。徐晧表示，带宽是通信中最重要的资源，要想实现更高的下载速率，最简单的方式就是把带宽变宽。毫米波拥有从24GHz到100GHz范围内的非常大的带宽，比当前3G/4G使用的带宽多25倍，这意味着不用很复杂的通信技术就能够实现速率的提高，这为毫米波应用带来巨大优势。

毫米波的第二个重要优势是低时延。毫米波技术支持减少子帧的时长，可以在很短的时间内把信息传输出去，并且在很快就能反馈收到或者没有收到这个信息，能够降低通信时延。

毫米波的第三个优势是大容量。徐晧举例称，如果单个用户要下载一部高清电影，可能仅需要几秒钟，不会长期处于下载状态。但是如果大会议室内有几百人，或者体育场馆里有上千甚至一万人，大量用户同时进行数据下载，与只有单个用户下载时相比，对无线通信的带宽和下载速率的要求不一样。而毫米波能够很好地满足大量用户的无线通信需求，提供更大的容量。

总之，无论是理论值还是实测数据，毫米波的通信速率都比当前6GHz以下频段的速率高很多。根据GSMA报告，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。毫米波将为诸多应用场景带来全新体验和价值。

克服挑战，实现毫米波移动化

5G毫米波具备多方面优势，但基于毫米波的覆盖范围小、衰减快、易受干扰等特点，曾经业界普遍认为移动毫米波难以商用。但高通针对移动终端推出多代商用解决方案支持毫米波应用，积极联合行业伙伴克服技术挑战，证明了毫米波可以用于移动通信，并持续推动毫米波技术演进及应用扩展，实现了毫米波技术和产品的成熟。

第一，由于毫米波的频率高，所以信道衰减大，传输路径上有任何东西阻挡，例如墙壁或树木，都会对毫米波的传输产生障碍，较大的路径损耗意味着覆盖范围仅限于数百英尺，因此需要大量小型基站，成本也会更高。针对毫米波覆盖范围有限且成本昂贵的挑战，徐晧表示，一方面可以将6GHz以下和毫米波结合起来，利用6GHz以下的低频段做全国范围的5G覆盖，而在需要大容量高速率的场景中使用毫米波实现非常好的热点覆盖；另一方面，在重点应用场景中部署毫米波网络，例如奥林匹克场馆、音乐厅、商场、交通枢纽等，不仅成本相对低很多，而且能达到比较好的覆盖效果。

第二，有人认为毫米波只能够实现视距传输，而事实是毫米波支持视距和非视距传输。徐晧认为，除视距传输以外，非视距传输时反射波也很强，在毫米波覆盖的情况下也能做到很好的传输。为了让毫米波支持非视距传输，一个比较好的技术手段是波束成形，将大量天线的能量都集中到某个方向，从而使信号向特定的方向增强。徐晧指出，由于天线的大小跟频率是成反比的，频率越高天线越小，所以毫米波天线可以做得非常小，在同一面积下容纳更多的天线单元，并通过波束成形等技术支持非视距传播。此外，大规模天线技术是毫米波能够得到商用的另外一项技术。

第三，行业以前认为，毫米波只能用于固定的用例，但高通公司现在已经可以把毫米波用到移动通信领域，甚至可以稳健地支持搭载在无人机上的移动通信。

第四，毫米波移动化的挑战之一是要求终端外形尺寸较大。高通已经推出了毫米波模组，在非常紧凑的尺寸中集成了天线、射频前端、收发器。一部手机可以采用多个这样的毫米波模组，不仅满足智能手机紧凑纤薄的设计需求，同时满足功耗需求并提供最大化的性能。

值得注意的是，并不是所有地方都需要覆盖毫米波，毫米波最重要的应用场景是企业室内部署、室内/室外场馆或交通枢纽等最需要大容量、高速率的地方。

徐晧以5G NR毫米波面向地铁站部署为例，展示了5G毫米波的商用价值所在。在人山人海的地铁站，如果每个人都使用手机，网络速度会很慢。针对这个场景，高通提出两种解决方案：一种是Wi-Fi，目前很多地铁站都部署了Wi-Fi，人们可以通过Wi-Fi实现网络连接；另一种解决方案，是将5G NR毫米波天线与现有Wi-Fi接入点共址，将Wi-Fi基站变成毫米波基站。通过将5G毫米波天线与现有Wi-Fi接入点共址，能够在28GHz频段实现显著覆盖：下行链路覆盖率约为96%，上行链路覆盖率约为97%。共址后还能实现数千兆速率用户体验，下行链路中值突发速率约4.6Gbps，这意味着如果在地铁站等人流非常多的场景下部署毫米波，用户体验将会得到非常大的提升。

携手产业链，加速毫米波商用

技术演进永不止步，在标准制定、产品创新、技术演进的道路上，高通一直积极参与，加速推动5G毫米波的商用。

“5G的第一个版本即Rel-15已经实现商用，5G的第二个版本即Rel-16也已经完成。在Rel-16中，我们引入了许多支持毫米波的5G NR增强特性，例如集成接入及回传（IAB）、增强型波束管理、双连接优化、节电特性及定位技术等。在Rel-17及未来版本项目中将引入更多支持毫米波的5G NR增强特性。”徐晧如是说。

在高通最为擅长的芯片领域，高通一骑绝尘。虽然今年只是5G商用的第二年，高通公司已经推出了三代骁龙5G调制解调器及射频系统。第一代骁龙X50，通过非独立组网（NSA）支持6GHz以下和毫米波频段，在4G通信的基础上支持5G连接。第二代骁龙X55，可以通过非独立组网（NSA）和独立组网（SA）来支持6GHz以下和毫米波频段，也支持全球多SIM卡，同时也有一系列特性的提高。最新一代骁龙X60，支持全球5G通信标准和所有主要市场的频段，支持强大的频谱聚合功能和Voice over NR等。不仅是特性不断增强，从制程工艺上来说，骁龙X50、骁龙X55和骁龙X60的5G基带从10纳米到7纳米再到5纳米，持续突破移动技术边界。

目前，高通公司在中国和合作伙伴一起积极推动毫米波的测试验证。2019年10月，高通公司和中兴通讯实现了中国首个基于智能手机的5G毫米波互操作性测试。今年9月份，高通公司在信通院MTNet实验室率先完成了基于3GPP Rel-16 MIMO OTA测试方法的毫米波性能测试，采用的是今年7月初冻结的5G第二个版本Rel-16的测试方法；此外，高通公司也是首家参与并通过全部10项26GHz 5G毫米波射频测试的芯片厂商。据了解，在IMT-2020（5G）推进组的组织下，高通5G毫米波技术已经完成了互操作性测试、性能、射频等多个方面的关键测试。

“我们的研发和标准团队也已经对Rel-17展开研究，之后也会不断向Rel-18、Rel-19和Rel-20等未来版本推进。未来，我们还会继续推动6G以及更多技术的发展和飞跃。我们非常希望和国内所有企业一起推动科学技术的发展，为5G、6G等科技作出贡献。”徐晧在演讲最后表示。
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