5G频段扩容 毫米波成“兵家必争之地”
近期,著名蘋果分析師郭明錤發(fā)布報(bào)告稱,2020 年蘋果將發(fā)布 5 款新 iPhone,支持毫米波/sub-6GHz 技術(shù),給一批關(guān)注 5G 毫米波應(yīng)用的人士帶來了小小的驚喜。
國際標(biāo)準(zhǔn)化組織 3GPP 把 5G 頻段分為 FR1 頻段和 FR2 頻段,F(xiàn)R1 頻段就是范圍為 450MHz—6GHz 的 sub-6GHz 頻段,而 FR2 頻段則是 24.25GHz—52.6GHz 的毫米波頻段。因此,全球 5G 部署的頻段只有兩種,sub-6GHz 和毫米波。
不管蘋果是否能讓預(yù)測變?yōu)楝F(xiàn)實(shí),5G 對毫米波頻譜資源挖掘的商用前景日漸深入人心。2019 年世界無線電通信大會(WRC-19 大會),全球移動通信系統(tǒng)協(xié)會(GSMA)首席監(jiān)管官約翰·朱斯蒂(JohnGiusti)對 5G 毫米波業(yè)務(wù)前景撰文:“從 2020 年到 2034 年,在 15 年的時間里,對毫米波頻譜資源的利用有望推動全球 GDP 增長 5650 億美元。”
毫米波因 5G 受寵
無線信號的傳播以無線電波的形式存在,就像車輛必須行駛在路上,所有的無線電業(yè)務(wù)都離不開無線電頻率,它以 Hz(赫茲)為計(jì)量單位。如果每個 Hz 的無線電波是一個琴鍵,鋼琴的琴鍵就是全部的無線電頻率,整個無線電頻譜被分為 9 段(頻段),分別有著不同的應(yīng)用空間。
如中國信息通信研究院副院長王志勤所言,頻譜是無線移動通信技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)。如果從意大利人馬可尼和俄國人波波夫同在 1895 年進(jìn)行的無線電通信試驗(yàn)算起,頻譜被認(rèn)識、開發(fā)和利用已超過百年,在這個不斷征服更多頻段獲得更大帶寬的過程中,5G 的出現(xiàn)終于讓毫米波成了香餑餑。
毫米波是指1—10 毫米之間的電磁波,通常對應(yīng) 30GHz—300GHz 間的無線電頻譜,目前毫米波主要應(yīng)用于衛(wèi)星通信、雷達(dá)和軍事等領(lǐng)域。
除了 30GHz 之內(nèi)的頻譜資源已被運(yùn)營商和各類機(jī)構(gòu)瓜分殆盡外,5G 使用毫米波的理由簡單極了,因?yàn)檫@部分頻譜擁有連續(xù)可用的超大帶寬,可以滿足 5G 對超大容量和極高速率的傳輸需求。
但是,頻率越高的電磁波傳播距離越近,屬于“極高頻”的毫米波在傳播時有很大的路徑損耗,不但難以穿過建筑或障礙物,甚至一片葉子、一滴雨水都有可能將它吸收。
高通中國區(qū)董事長孟樸說:“5G 幾乎將用到包括毫米波在內(nèi)的全球所有可用的頻率,5G 發(fā)展的每一階段都會出現(xiàn)很多新的技術(shù)挑戰(zhàn)。比如,5G 射頻將有超過 1 萬種可能的頻段組合,這種復(fù)雜性比 4G 時代高出一個數(shù)量級。”
而且,隨著新材料、新技術(shù)和新工藝的提升,毫米波在 5G 時代大規(guī)模應(yīng)用的種種掣肘也將逐步被解決。
頻譜焦點(diǎn)之爭未休
當(dāng)中低頻段(6GHz 以下)可用的頻譜資源再難被釋放,毫米波頻段成為支撐和保障 5G 應(yīng)用的新希望。國際電信聯(lián)盟(ITU)為不久前舉辦的 WRC-19 大會專設(shè)的 1.13 議題便聚焦于 24.25GHz—86GHz 頻段范圍內(nèi)的 11 個候選頻段,尋找 5G 新增頻段。
1. 13 議題的重要任務(wù)還包括在開展兼容性研究的基礎(chǔ)上,修改相關(guān)國際規(guī)則或制定保護(hù)措施,以避免 5G 業(yè)務(wù)與已使用這個頻段范圍的衛(wèi)星通信、地球資源和氣候變化監(jiān)測及射電天文學(xué)等無線電業(yè)務(wù)發(fā)生干擾,求得和諧共存。
中國代表團(tuán) 5G 毫米波議題主要負(fù)責(zé)人、國家無線電監(jiān)測中心王坦博士強(qiáng)調(diào),上述兩項(xiàng)任務(wù)的結(jié)果將對信息通信技術(shù)產(chǎn)業(yè)產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響,因此,5G 毫米波議題成為 WRC-19 大會世界各國及國際組織博弈的主戰(zhàn)場。
雖然此次大會上,26GHz 頻段(24.25GHz—27.5GHz)、40GHz 頻段(37GHz—43.5GHz)以及 66GHz—71GHz 頻段全部或部分標(biāo)識為全球統(tǒng)一的 5G 頻段,但圍繞這 3 個頻段的使用條件爭論未休。
比如,全球 5G 產(chǎn)業(yè)極力爭取的 26GHz 頻段具有頻點(diǎn)低、帶寬大、設(shè)備實(shí)現(xiàn)難度相對較小等優(yōu)點(diǎn),但該頻段與衛(wèi)星地球探測業(yè)務(wù)相鄰,制定全球統(tǒng)一的 5G 基站帶外無用射頻限值,是降低 5G 系統(tǒng)干擾可能性的重要技術(shù)手段。
限值越小,技術(shù)指標(biāo)越嚴(yán)格,意味著設(shè)備器件研發(fā)投入、組網(wǎng)成本越高,頻率保護(hù)相應(yīng)也會增加;限值越寬松,越會對鄰頻氣象業(yè)務(wù)帶來干擾隱患。帶外射頻限值是寬是嚴(yán),不僅關(guān)系到產(chǎn)業(yè)利益和人類觀測自然之間的權(quán)衡,也關(guān)系到各國戰(zhàn)略布局。
而被細(xì)分為 3 個連續(xù)頻段的 40GHz 頻段,分布著各種衛(wèi)星業(yè)務(wù)、定位業(yè)務(wù)、射電天文、空間研究等無線電業(yè)務(wù)。爭論的焦點(diǎn)在于,是把 3 個頻段都用于 5G,還是只明確其中一段。中國希望空間和地面產(chǎn)業(yè)均衡發(fā)展,將其中一部分用于 5G,認(rèn)為給衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)發(fā)展空間與保護(hù)其他無線電業(yè)務(wù)正常運(yùn)轉(zhuǎn)同樣重要。
商用部署尚待成熟時機(jī)
適時發(fā)布 5G 毫米波頻段頻率使用規(guī)劃,是引導(dǎo) 5G 毫米波產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵。按照全球移動通信系統(tǒng)協(xié)會(GSMA)大中華區(qū)公共政策總經(jīng)理關(guān)舟的預(yù)測,5G 毫米波頻段落錘,工信部將很快開啟毫米波在國內(nèi)的規(guī)劃。
作為中國毫米波規(guī)劃工作的重要支撐,我國 IMT-2020(5G)推進(jìn)組(以下簡稱推進(jìn)組)組織的中國 5G 增強(qiáng)技術(shù)研發(fā)試驗(yàn)毫米波頻段的測試試驗(yàn)中,全球產(chǎn)業(yè)鏈中的系統(tǒng)、芯片、儀表等主要企業(yè)均有不同程度的參與。推進(jìn)組 5G 試驗(yàn)工作組組長、中國信通院技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)研究所副總工程師徐菲稱,測試進(jìn)展比預(yù)期計(jì)劃大大提前。
那么,5G 毫米波什么時候才可在我國部署商用?
推進(jìn)組的測試計(jì)劃劃出了大致時間線:2019 年 8 月—12 月,驗(yàn)證 5G 毫米波關(guān)鍵技術(shù)和系統(tǒng)特性;2020 年,計(jì)劃驗(yàn)證毫米波基站和終端的功能、性能和操作,開展高低頻協(xié)同組網(wǎng)驗(yàn)證;2020—2021 年,計(jì)劃開展典型場景驗(yàn)證。
從運(yùn)營商的角度來看,中國移動研究院首席專家劉光毅在 2019 年 5G 毫米波技術(shù)創(chuàng)新研討會上透露,中國移動已完成 5G 毫米波關(guān)鍵技術(shù)驗(yàn)證,計(jì)劃在 2022 年逐步進(jìn)行 5G 毫米波商用。
顯然,中國的 5G 毫米波計(jì)劃不像美國那么激進(jìn)。
美國在 5G 試驗(yàn)和商用部署時使用了毫米波,中國工程院院士劉韻潔曾分析稱,關(guān)鍵原因在于美國 6GHz 以下的頻段全部歸軍方使用。
與美國相反,中國未陷在頻譜“困境”中,在 3GHz 和 4GHz 頻段的頻譜使用和 6GHz 以下頻段的 5G 系統(tǒng)、終端設(shè)備均領(lǐng)先全球,為 5G 初期的大規(guī)模快速部署提供了保障。
毫米波的典型使用場景是自回傳,不需要光纖鏈路。從網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的角度看,美國和歐洲部分地區(qū)的光纖覆蓋遠(yuǎn)不如中國,使用微波技術(shù)做回傳是經(jīng)濟(jì)可行的方案。
因此,在 5G 毫米波產(chǎn)業(yè)鏈尚不成熟的情況下,中國當(dāng)前的 5G 部署策略是更為成熟的選擇。正如工信部部長苗煒?biāo)鶑?qiáng)調(diào)的:“尊重市場規(guī)律,推動 5G 應(yīng)用漸進(jìn)式發(fā)展。5G 應(yīng)用涉及很多新興領(lǐng)域,更需要我們不斷探索、不斷總結(jié),在培育過程中采取‘沿途下蛋’的策略,使 5G 應(yīng)用不斷落地。”
總結(jié)
以上是生活随笔為你收集整理的5G频段扩容 毫米波成“兵家必争之地”的全部內(nèi)容,希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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