發(fā)布時(shí)間:2019/4/10 9:00:25 來(lái)源: Ai芯天下 編輯:中國(guó)家裝家居網(wǎng)
5G強(qiáng)大的能力和豐富的連接場(chǎng)景勢(shì)必會(huì)激發(fā)各行各業(yè)的應(yīng)用。而滿足這些需求僅僅依靠中、低頻段是無(wú)法實(shí)現(xiàn)的,這就需要高、中、低頻協(xié)同工作,在不同場(chǎng)景下不斷創(chuàng)造更佳的用戶體驗(yàn)。為此,盡早推動(dòng)毫米波產(chǎn)業(yè)發(fā)展和成熟對(duì)于5G的成功商用非常重要。毫米波帶寬大,可以滿足5G高速傳輸要求。波束窄,可應(yīng)用于雷達(dá)系統(tǒng),波束窄可以看到更多細(xì)節(jié)。對(duì)于5G來(lái)講,波束窄意味著可以做天線數(shù)量更多的天線陣列,增強(qiáng)信號(hào)。然而,毫米波在室外部署現(xiàn)階段難度較大。對(duì)于設(shè)備的精度要求更高,這無(wú)疑會(huì)增加建設(shè)和維護(hù)成本,包括手機(jī)。在“提速降費(fèi)”大背景下,顯得有點(diǎn)格格不入。
毫米波將是5G發(fā)展的必經(jīng)之路
當(dāng)然嚴(yán)格來(lái)說(shuō),所謂的毫米波(mmWave)更確切的是指EHF頻段,它是頻率范圍橫跨30GHz至300GHz的電磁波,如果從波長(zhǎng)來(lái)定義,30GHz的電磁波波長(zhǎng)為10毫米,而300GHz的電磁波波長(zhǎng)則僅為1毫米。但根據(jù)FR2頻段的播放來(lái)計(jì)算,24.25GHz的波長(zhǎng)已經(jīng)超過10毫米,雖然我們將它稱作毫米波,但許多人認(rèn)為它更應(yīng)該劃入厘米波的范疇。毫米波曾是蠻荒之地,但現(xiàn)在它卻是通向5G最好的橋梁。
相較于LTE所采用的6GHz以下頻段,毫米波天生的技術(shù)優(yōu)勢(shì)讓人沒有再拒絕的可能。從帶寬來(lái)看,6GHz頻段以下的LTE最大可用帶寬僅為100MHz,這意味著數(shù)據(jù)速率至高只能滿足1Gbps的下行。但毫米波頻段移動(dòng)應(yīng)用最大帶寬達(dá)到了400MHz,傳輸速率能夠達(dá)到10Gbps甚至更多,在以快為先的5G時(shí)代,這樣的帶寬表現(xiàn)才能滿足用戶的期待。
毫米波本身由于傳播距離比6GHz以下頻率更短,因此在整個(gè)傳播路徑下,它的定向性將會(huì)更具優(yōu)勢(shì),這使得毫米波信號(hào)間受到干擾的可能性將會(huì)變得更小,傳播的精度有所提高。另外,窄波束本身由于傳播距離短,它被遠(yuǎn)距離截獲的可能性將變得更低,在通訊安全方面,也有著無(wú)可比擬的優(yōu)勢(shì)。
毫米波5G布局中的重要作用
在我國(guó),《2019年全國(guó)無(wú)線電管理工作要點(diǎn)》明確,將會(huì)在2019年適時(shí)發(fā)布5G系統(tǒng)部分毫米波頻段頻率使用規(guī)劃,引導(dǎo)5G系統(tǒng)毫米波產(chǎn)業(yè)發(fā)展。這將利于支撐2019 年毫米波預(yù)商用試驗(yàn)及2020年毫米波大規(guī)模商業(yè)部署。
毫米波5G的高性能不止于帶寬、速率。3.5 GHz頻段的TDD 5G有著很好的時(shí)延表現(xiàn)(小于5毫秒),但還達(dá)不到極低時(shí)延,而毫米波5G的時(shí)延則可以做到1毫秒——由此,大規(guī)模開展一些新興移動(dòng)通信服務(wù)(360°高/超高清視頻、行業(yè)應(yīng)用、FWA)所需的容量、帶寬、時(shí)延,只有24 GHz以上的毫米波5G系統(tǒng)才能夠提供。目前,Telia試驗(yàn)的毫米波5G應(yīng)用包括:eSports、VR、對(duì)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)中心進(jìn)行實(shí)時(shí)質(zhì)量分析、為港口附近的游輪提供網(wǎng)絡(luò)接入等。
毫米波對(duì)于5G商用而言,是不可或缺的。這是全球所有移動(dòng)通信運(yùn)營(yíng)商基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商的共識(shí)。ITU召開的世界無(wú)線電通信大會(huì)(WRC-15)上,各國(guó)代表提出強(qiáng)烈要求把一些毫米波頻譜資源識(shí)別用于5G。WRC-15最后決議設(shè)立5G高頻段議題1.13,將針對(duì)24.25-86 GHz頻段內(nèi)的11個(gè)5G毫米波候選頻段開展研究,為5G及其演進(jìn)的未來(lái)發(fā)展尋找新的頻譜資源。這標(biāo)志著5G頻譜全面邁入毫米波時(shí)代。
從運(yùn)營(yíng)商們發(fā)布的毫米波5G技術(shù)試驗(yàn)結(jié)果看來(lái),網(wǎng)絡(luò)吞吐、峰值速率、單用戶體驗(yàn)速率、時(shí)延等均能滿足ITU對(duì)于5G系統(tǒng)的關(guān)鍵性能指標(biāo)要求。在進(jìn)行毫米波5G技術(shù)試驗(yàn)的過程中,運(yùn)營(yíng)商、設(shè)備商、芯片商、測(cè)試測(cè)量廠商等逐漸形成共識(shí):未來(lái)的5G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)必須異構(gòu)多層且能支持全頻段接入的低頻、中頻、毫米波頻段無(wú)線協(xié)作組網(wǎng)。
毫米波現(xiàn)階段的難題
毫米波用在移動(dòng)通信是5G的目標(biāo),不過目前在技術(shù)上還有很多問題,穿透障礙物和反射的損耗太大,初期可用于室內(nèi)或沒有遮擋的固定無(wú)線寬帶接入上,能否廣泛用在手機(jī)上還看技術(shù)的進(jìn)步,估計(jì)要到五年以后。
由于面臨諸多技術(shù)和設(shè)計(jì)挑戰(zhàn),很多人都認(rèn)為毫米波在移動(dòng)終端和網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用是不切實(shí)際且不可實(shí)現(xiàn)的。
①毫米波能量發(fā)散比較快,容易衰弱,無(wú)法傳播到很遠(yuǎn);
②毫米波頻譜容易被樓宇、人體等阻擋、反射和折射;
③毫米波受限于很多空間因素,衰減非常快。
④形成波束后,如果只有一個(gè)波束,波束的方向又不變,一旦手機(jī)的位置有變動(dòng),信號(hào)就無(wú)法傳到基站。
因此,波束必須要通過波束導(dǎo)向技術(shù)不斷調(diào)整,指向傳輸對(duì)象的方向。同時(shí),手機(jī)持有者的位置不斷移動(dòng),基站相對(duì)于人的位置也在變,這就需要波束追蹤技術(shù)來(lái)時(shí)刻追蹤天線移動(dòng)的位置,并讓波束做出相應(yīng)的調(diào)整。
