毫米波將驅(qū)動(dòng)5000億美元GDP全產(chǎn)業(yè)加速商用布局

張心怡

毫米波是5G發(fā)展的重要方向，也是充分釋放5G潛力的必要條件。在中低頻段頻譜資源日漸緊張的情況下，高頻段的毫米波像一片未經(jīng)開(kāi)墾的大陸，擁有連續(xù)可用的超大帶寬資源，為5G的長(zhǎng)期發(fā)展和關(guān)鍵場(chǎng)景的拓展提供支撐。

在8月27日舉辦的“毫米波技術(shù)深入解讀研討會(huì)”上，高通公司工程技術(shù)高級(jí)總監(jiān)駱濤指出，毫米波將為包括運(yùn)營(yíng)商、服務(wù)提供商、設(shè)備廠商和終端廠商在內(nèi)的移動(dòng)生態(tài)系統(tǒng)創(chuàng)造價(jià)值，高通將持續(xù)推動(dòng)毫米波技術(shù)創(chuàng)新，助力釋放5G全部潛能。

毫米波商用步伐加快

全球5G正處于商用部署的關(guān)鍵時(shí)期，熱點(diǎn)應(yīng)用對(duì)于高頻、大帶寬的需求更加突出，毫米波的重要性也日漸凸顯。得益于國(guó)際組織和世界各國(guó)的布局，毫米波在頻譜標(biāo)準(zhǔn)化、系統(tǒng)架構(gòu)芯片模組、測(cè)量、終端等方面取得一系列積極進(jìn)展。

在頻譜資源方面，經(jīng)過(guò)“2019年世界無(wú)線電通信大會(huì)”的討論和國(guó)際電信聯(lián)盟的決議，5G毫米波獲得了總計(jì)17.25GHz的頻譜。GSA統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，截至5月13日，來(lái)自7個(gè)國(guó)家的28個(gè)運(yùn)營(yíng)商已經(jīng)獲得毫米波頻率。

在標(biāo)準(zhǔn)方面，在3GPPR15中，毫米波和3.5GHzNR系統(tǒng)同步標(biāo)準(zhǔn)化，目前已經(jīng)形成了2019.6.30版本，其標(biāo)準(zhǔn)成熟度與3.5GHz的NR系統(tǒng)相同。

在芯片模組方面，全球主要的移動(dòng)處理器芯片廠商陸續(xù)推出或計(jì)劃推出毫米波產(chǎn)品，其中高通的商用步伐相對(duì)較快。高通推出的驍龍X50.X55X60三代5G基帶芯片組均支持毫米波。同時(shí)，高通還推出了毫米波天線模組，緊湊的封裝尺寸讓一部智能手機(jī)可集成多達(dá)4個(gè)模組，滿足OEM廠商在小型化設(shè)備中進(jìn)行天線設(shè)計(jì)的需求。搭配X60使用的新一代QTM535毫米波天線模組，較。上一代產(chǎn)品具有更緊湊的設(shè)計(jì)，支持OEM廠商打造更纖薄的5G手機(jī)。搭載驍龍865和X55的一加8手機(jī)毫米波版已于今年4月在北美上市，這款旗艦手機(jī)的厚度僅為8毫米。

GSA數(shù)據(jù)顯示，在全球已發(fā)布的5G終端中，22.3%支持毫米波頻譜，16.8%同時(shí)支持Sub-6GHz和毫米波。在已商用的5G終端中，19.1%支持毫米波。

中國(guó)聯(lián)通研究院無(wú)線技術(shù)研究部副主任李福昌表示，全球毫米波芯片和終端進(jìn)展較快，設(shè)備功能和性能以及終端能力有待提高。總體來(lái)看，毫米波全球產(chǎn)業(yè)鏈已具備商用能力。

破解毫米波移動(dòng)化難題

毫米波的短波長(zhǎng)和窄光束特性讓信號(hào)分辨率、傳輸安全性以及傳輸速度得以增強(qiáng)，但也顯示出了傳輸距離大大縮減、信號(hào)穿透能力較差等局限性。駱濤指出，移動(dòng)毫米波的部署面臨四項(xiàng)挑戰(zhàn)：一是覆蓋范圍有限，需要大量小型基站，導(dǎo)致部署成本昂貴;二是手部、身體、墻體、植被、雨滴等物體的阻擋會(huì)嚴(yán)重影響信號(hào)傳播;三是僅可用于固定用例，已經(jīng)驗(yàn)證的毫米波商用部署僅面向無(wú)線回傳和衛(wèi)星;四是由于帶寬更大、能耗更高，為終端小型化帶來(lái)嚴(yán)峻的散熱挑戰(zhàn)。

在移動(dòng)環(huán)境下，如何才能實(shí)現(xiàn)毫米波的高速穩(wěn)定連接？經(jīng)過(guò)一系列的技術(shù)開(kāi)發(fā)與驗(yàn)證測(cè)試，高通形成了四項(xiàng)解決方案。一是借助共址實(shí)現(xiàn)顯著覆蓋;二是支持視距和非視距（NLOS）傳輸，利用路徑分集和反射，引領(lǐng)先進(jìn)的波束成形和波束追蹤技術(shù)發(fā)展;三是通過(guò)自適應(yīng)波束導(dǎo)向?qū)崿F(xiàn)切換，克服手部、頭部、身體和植被的阻擋;四是持續(xù)優(yōu)化調(diào)制解調(diào)器、射頻和天線產(chǎn)品，應(yīng)對(duì)外形尺寸和散熱的挑戰(zhàn)，推動(dòng)終端創(chuàng)新。

為了驗(yàn)證移動(dòng)毫米波的可行性，高通在美國(guó)圣迭戈市進(jìn)行了5G毫米波OTA外場(chǎng)測(cè)試。在人群阻擋等復(fù)雜場(chǎng)景下，以及將手機(jī)固定在無(wú)人機(jī)上高速移動(dòng)等極端場(chǎng)景下，搭載高通毫米波調(diào)制解調(diào)器的移動(dòng)終端仍然能夠保持高速網(wǎng)絡(luò)連接。

“通過(guò)提供調(diào)制解調(diào)器，端到端的系統(tǒng)設(shè)計(jì)，以及在關(guān)鍵技術(shù)方面建立先進(jìn)的原型系統(tǒng)，并對(duì)其實(shí)際性能進(jìn)行驗(yàn)證，高通已經(jīng)克服了毫米波在技術(shù)和商業(yè)化方面的諸多障礙。”駱濤說(shuō)。

通過(guò)毫米波釋放5G潛能

跟隨5G技術(shù)版本的持續(xù)演進(jìn)，毫米波的應(yīng)用場(chǎng)景將不斷擴(kuò)展。5G的第一版標(biāo)準(zhǔn)Rel-15推動(dòng)5G進(jìn)入智能手機(jī)、汽車(chē)、筆記本電腦、XR設(shè)備等全新終端。在Rel-16與Rel-17中，5G將進(jìn)入工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、智慧交通、精準(zhǔn)定位等垂直行業(yè)，催生新的終端和用例。GSMA首席監(jiān)管官JohnGiusti表示，從2020年到2034年的15年時(shí)間里，對(duì)毫米波頻譜資源的利用有望推動(dòng)全球GDP增長(zhǎng)5650億美元。

針對(duì)毫米波的技術(shù)演進(jìn)，高通提出了集成接人與回傳（IAB）方案，靈活拓展毫米波覆蓋。該方案結(jié)合毫米波接入、毫米波回傳光纖回傳等鏈路，靈活分配無(wú)線資源，動(dòng)態(tài)滿足不同時(shí)段、不同地點(diǎn)的流量需求。同時(shí)，高通將基于終端輔助節(jié)電、高效載波聚合運(yùn)行、多面板波束管理等技術(shù)開(kāi)發(fā)，進(jìn)一步提升5GNR毫米波能效。

“十年磨一G'，如今5G剛剛拉開(kāi)序幕，展現(xiàn)了強(qiáng)勁的發(fā)展勢(shì)頭。高通希望和大家一起合作，推動(dòng)5G在下個(gè)十年里廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)。”駱濤說(shuō)。