2020中国信息通信大会在成都举行毫米波,距离我们还有多远

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  因为 FR2 频段中☁♅♉�✑,多数频率的波长小于 10 毫米☁♅♉�✑,所以 FR2 也被称为 “毫米波(mmWave)”频段☽✈▼™♃。

  终端方面�❂⁂,目前已经有摩托罗拉、LG、三星、一加等手机厂商推出毫米波商用智能手机�❂⁂,包括中兴通讯等厂家已经推出了支持毫米波的 CPE✎☾☎。

  预计 2021 年初♒✟♔�,搭载骁龙 X60 的商用旗舰机将推出♒✟♔�,届时可支持 NR 高低频双连接和载波聚合♒✟♔�,从而具备 5G 高低频协同组网的能力▷∷☐☎。

  就在 5G 建设如火如荼的同时✉�⏎,随着 R16 版本的冻结✉�⏎,人们逐渐将关注目光放在 5G 下一阶段关键技术上✔�☄。这其中✉�⏎,就包括号称 5G 杀手锏的毫米波技术✔�☄。

  支持毫米波的 5G NR 增强特性

  我们国家光纤基础设施比较完善⎋⏏☿♨,所以宽带接入基本以光纤为主✗☜♇⏎。但是国外很多国家并没有如此丰富的光纤资源⎋⏏☿♨,光纤敷设成本也很高⎋⏏☿♨,就会考虑 CPE 等无线宽带接入方式✗☜♇⏎。

  第三类场景♇☉⁂…,大家可能不太容易想到♇☉⁂…,那就是固定无线宽带接入(FWA)❣☻⌫⛢。

  毫米波的大带宽、低时延、弱覆盖特点♮♑ˇ℆,决定了它主要适合三类场景:

  鉴于毫米波在产业互联网的丰富应用场景ღ❤,毫米波模组也处于一个快速发展的阶段✿√。国内包括移远通信在内的模组厂家ღ❤,都推出了毫米波模组ღ❤,并能够提供相配套的设计服务✿√。

  随着技术的不断演进♖✏≣♙●,目前毫米波在室外视距(LOS)传播已经可以达到 1-2 公里♖✏≣♙●,非视距的话♖✏≣♙●,整体覆盖在 100-200 米之间(基站 EIRP>60dBm)℆�▲☁♮。

  这种方式℠☒,对于密集住宅区非常有效℠☒,成本远低于光纤☛▶。

  这些区域终端数量多⚄☹⋮,流量需求大⚄☹⋮,借助毫米波的部署⚄☹⋮,可以形成网络的高通量层⚄☹⋮,提升网络容量的上限☢✚⌫。

  根据中兴通讯分享的数据⇧℆,经粗略估计⇧℆,现在大概有 60 多种终端支持毫米波≡░。根据 GSA 截至今年 8 月的数据⇧℆,已宣布的 5G 终端中有 22.3% 支持毫米波频段≡░。

  有测试数据显示⛢♃,混凝土墙体对毫米波的损耗可能高达 60~109dB☽•。这就意味着⛢♃,毫米波几乎不具备穿墙的能力☽•。想要通过室外宏站覆盖室内⛢♃,几乎不可能☽•。

  另一方面©℆√ᴰ,国内毫米波使用的频段急需明确(目前外场测试频段是 24.75-27.5GHz)♈☙♁�。频率是通信技术的先导©℆√ᴰ,只有频率明确了©℆√ᴰ,产业链才有清晰的方向指引©℆√ᴰ,也有投入资源的信心♈☙♁�。

  说白了☽�⎋,还是和毫米波的特点有关⌄❥⏏。

  总而言之✠♉,在各项技术的加持下✠♉,毫米波的覆盖能力正在不断改善✠♉,只要部署合理✠♉,完全可以商用落地❣♛。

  除了高速率之外�♯★❂♎�,毫米波的大带宽还能带来更低的空口时延�♯★❂♎�,有利于高可靠、低时延业务的部署∛∜�❆⁝…。

  同样的☽♗⛢☐,国外也有将毫米波用于基站回传☽♗⛢☐,也可以满足特定场景环境的需求▶℅☣✁。

  毫米波的覆盖能力是出了名的差✪�•♒♘。工作频段高♧☺≣♬✩,绕射能力差✪�•♒♘。相同条件下♧☺≣♬✩,穿透损耗也高♧☺≣♬✩,信号极容易受到遮挡阻断✪�•♒♘。

  中国毫米波测试进展(图片来自中国移动)

  早期的时候♄�☿☐,FR1 频段的频率范围是 450MHz-6GHz♄�☿☐,又叫 Sub-6 GHz 频段☎✍™♪。

12月5日☑⇝♀��☐,由中国科技协会、四川省人民政府指导☑⇝♀��☐,由中国通信学会、成都市人民政府、四川省经济和信息化厅、四川省科技协会、四川省通信管理局联合主办的2020中国信息通信大会开幕式和院士主题报告会在成都世纪城国际会议中心召开⎋√☞♖☣�。工信部党组成员、副部长刘烈宏、四川省人民政府党组成员、副总督李刚出席会议致辞⎋√☞♖☣�。
刘烈宏在致辞中指出☑⇝♀��☐,新一轮科技革命和产业转型方兴未艾☑⇝♀��☐,产业数字化转型红利持续释放☑⇝♀��☐,以5G、工业互联网等为代表的新一代信息通信技术蓬勃发展☑⇝♀��☐,信息通信行业呈现广泛融合、智能化进步、加速创新的发展趋势⎋√☞♖☣�。截至10月底☑⇝♀��☐,基础电信企业完成了包括5G、数据中心等在内的信息基础设施总投资超过3100亿元的工业互联网复盖了原材料、装备制造等30多个国民经济重点行业☑⇝♀��☐,预计全年工业互联网产业增值规模将达到3.1兆元⎋√☞♖☣�。预计2020年ICT产业年收入超过23.2兆元☑⇝♀��☐,其中电信业、互联网、软件业收入超过47%⎋√☞♖☣�。
刘烈宏强调☑⇝♀��☐,在十四五时期☑⇝♀��☐,信息通信业要切实发挥基础重要作用☑⇝♀��☐,为经济社会高质量发展提供新提供新的动能☑⇝♀��☐,创造新的活力☑⇝♀��☐,牢牢把握世界数字化浪潮的新机遇☑⇝♀��☐,推进新的基础设施建设和信息通信业的变革发展☑⇝♀��☐,一是巩固网络基础☑⇝♀��☐,建立数字化变革新的基础
本次大会是第三届中国信息通信大会☑⇝♀��☐,会议期为3天☑⇝♀��☐,包括2020中国信息通信大会开幕式、第三届互联网体系结构学术大会两次主题大会、5个现场和2个在线专用论坛☑⇝♀��☐,在北京、广州、南京三地设立了20205G通信和天线产业技术报告会、网络信息大会、互联网+产业数字化赋予智能城市会议分会场☑⇝♀��☐,同期召开工业互联网、5G、物联网、云计算、大数据、人工智能等创新应用展览会⎋√☞♖☣�。
工业和信息化部有关部门、部门负责同志、多省(市)通信管理局负责同志、主要基础电信运营企业领导、四川省和各市(州)政府有关部门负责同志、信息通信领域有关企业、研究机构、高等院校、地方通信学会、媒体代表等数百人参加⎋√☞♖☣�。

  四、采用反射板等装置✆✎Ξ�,通过增加反射路径✆✎Ξ�,减少覆盖盲区✔☁♗♦。

  在中国♐⌥✎,毫米波将创造的价值也尤为可观⌚☽❄。同样是 GSMA 的预测♐⌥✎,到 2034 年♐⌥✎,在中国使用毫米波频段将带来的经济受益将产生约 1040 亿美元的效应♐⌥✎,大约占亚太地区毫米波频段预估贡献值的一半⌚☽❄。

  毫米波有非常明显的优势⁝✒✂™,也有非常明显的劣势⁝✒✂™,那就是覆盖能力♔¶დ⅍。

  ▉毫米波的未来

  第一类��™♈✯℡,是密集人群超大业务流量区域的热点覆盖�℀⌚﹀⌄♨。例如车站、机场等交通枢纽��™♈✯℡,体育场、商场、剧院等人群集中区域�℀⌚﹀⌄♨。

  七、采用 MTRP、IAB 等技术♐⚄♘≡♂♨,优化链路路由♐⚄♘≡♂♨,改善信号覆盖♐⚄♘≡♂♨,增强信号鲁棒性(健壮性)░↓§☑�☙。

  三、引入恒介电常数透镜天线(如龙勃透镜天线)♇Ξ⚅✈,获得更高的天线增益✟☂❥✩。

  这其中❝�⚂☻,高通发力最早❝�⚂☻,目前已经推出三代支持毫米波的 5G 解决方案骁龙 X50、X55、X60✡�︙☊。海思 Balong5000 基带芯片以及三星 Exynos5123 芯片❝�⚂☻,均在 2019 年实现了对毫米波的支持✡�︙☊。2020 年❝�⚂☻,联发科 Helio M80 也将加入✡�︙☊。

  MTRP:让手机终端可以同时接收两个基站的信号♕▲�。当一个发生遮挡♃⇝⌂♭,不会影响另外一个信号的传输♕▲�。

  基于如此充沛的频率带宽资源︙♨♋,毫米波 5G 的无线传输速度可以轻松超过 Sub-6 数倍✍☣♡。

  全球范围内♬♩☄,将 24.25GHz-27.5GHz、37GHz-43.5GHz、66GHz-71GHz 频段♬♩☄,标识用于 5G 及国际移动通信系统(IMT)未来发展⌫♄✈。45.5GHz-47GHz、47.2GHz-48.2GHz 频段♬♩☄,可以在部分国家地区用于 5G 及 IMT⌫♄✈。

  IAB 架构示意图

5G毫米波℠♞♢☃,距离我们还有多远

  此外∛✪,毫米波的商业落地∛✪,还需要产业界更加紧密的合作、政策上更为明确的支持∛✪,以及垂直行业更多的业务示范场景☪�。

  毫米波是 5G 的关键技术✯⌖♜,也是特征技术☸•⌫。没有毫米波的 5G✯⌖♜,很难称之为完整的 5G☸•⌫。

  R16 还引入了很多支持毫米波的 5G NR 增强特性↑ᵁ☊❄♁⌵,例如集成接入及回传(IAB)、增强型波束管理、双连接优化等▽№♜♖⅍▷。

  政策方面☂✆✚♪♧,工信部之前就有明确发文☂✆✚♪♧,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”♄♐Ξ�☎。(《工业和信息化部关于推动 5G 加快发展的通知》☂✆✚♪♧,2020-3-24)

  因此⚃☾▲⌚,我们不能沉浸在 Sub-6 频段带来的网络性能有限提升之中⚃☾▲⌚,而应该加紧对毫米波技术的研究⚃☾▲⌚,攻克难关⚃☾▲⌚,推动其早日落地♀❦▽♉。

  我们先来了解一下毫米波的应用场景♫▲⚂♤✧,看看它到底适合部署在哪些场所⌖❀☣⇧△。

  澳大利亚的话✓✒¶✂▼⌚,主要是在 26GHz、40GHz 和 32GHz✓✒¶✂▼⌚,频谱拍卖的计划已经正式宣布�♝⦙♧⇧✁。

  ITU 批准的毫米波频段

  3GPP 在 5G 第一个版本♤⌵ღ♯☒,也就是 R15 版本中♤⌵ღ♯☒,就针对毫米波工作频段进行了标准化♤⌵ღ♯☒,开展了建模研究♤⌵ღ♯☒,给出了基本的功能版本❅︽☄❀☐ϟ。

  毫米波频率高、波长短↓≣☉☺,因此↓≣☉☺,天线的尺寸更小(天线尺寸和波长成正比)❆☏❦☃。相同体积下↓≣☉☺,可以集成更多的天线↓≣☉☺,可以形成更窄的波束↓≣☉☺,拥有非常高的空间分辨率❆☏❦☃。

  毫米波还支持厘米级的定位™▼♨✍,尤其是室内环境中™▼♨✍,非常好用♃✓⋯♕。

  特别值得一提的是 VR/AR☀‰⎋。这类场景目前对带宽有很高的需求♏�☸,尤其是多终端场景下♏�☸,以 8K VR 为例♏�☸,50 个设备♏�☸,大约是 5Gbps♏�☸,是需要毫米波去满足的☀‰⎋。

  固定无线宽带接入