全球“毫米波5G加速器”计划 - 通信人家园

GSMA介绍，“毫米波5G加速器”计划将使相关公司在全球范围内分享毫米波5G最新信息/洞察、最佳实践和用例，以“教育和激励利益相关者”，该项目的主要目标是强调“毫米波在解锁全部5G潜力”方面将发挥不可或缺的作用。

GSA最新统计数据现实化，迄今为止，有140多款预商用和商用终端支持毫米波5G，所有主要网络设备供应商现在都可提供毫米波5G解决方案。然而，到目前为止，实际的毫米波5G商业网络部署显得“有限”。GSMA预计，到2025年，全球将拥有18亿个5G物联网连接，5G技术将为全球经济贡献5万亿美元的经济增长。

根据3GPP协议规定，5G网络主要使用两段频率：FR1频段和FR2频段。FR1频段的频率范围是450MHz-6GHz，又称sub-6GHz频段；FR2频段的频率范围是24.25GHz-52.6GHz，因其波长在1毫米~10毫米之间，通常被称为毫米波(mmWave)。

毫米波具有带宽大、波束窄的特点，在过去其仅用在卫星通信、雷达定位等军事化领域。它的优势很突出，高速率、高容量，毫米波可提供高达400至800MHz极大的载波带宽，相比4G的20MHz有数十倍提升，可将5G网络的传输速率提高至10Gbps的水平。其劣势也很明显，毫米波传输距离短，中间如果有树木遮挡、天气如果下雨、雾霾都会对传输造成影响。这也是为什么在移动通信发展的30年间，毫米波一直被处于移动通信的“荒芜之地”。不过，随着移动通信快速演进，低频段资源面临耗尽挑战，而毫米波技术因更新迭代，在攻克成本与性能两大传统技术软肋后，也再次被启用。由于位居高频段，单位毫米波所能携带的大容量数据能够满足5G大带宽的需求，同时也能为高清实时直播等提供超低时延的传输。截至目前，全球已有28家运营商在毫米波频段进行了商用部署。

据报道，从亚太区域及全球来看，26GHz现在是被部署和发放牌照最多的、最热门的毫米波频段，另外37GHz~40GHz也在美国和其他国家与地区得到了部署或牌照，是仅次于26GHz的热门频段。在国内，5G毫米波也同样发展迅速。目前我国5G毫米波技术标准逐渐成熟。在3GPP完成34.25GHz~35.25GHz频段毫米波的标准化工作后，工信部已经确定了我国5G研发技术的实验，并在实验室和5G外场进行实验。与此同时，5G毫米波的应用场景也在不断扩大。5G毫米波不仅能够面向to C的用户提升体育赛事的直播体验，提高上行速率，还可以面向工业制造领域的大带宽、低时延的to B场景，提高高速率传输和定位能力。此外，国内厂商也在不断加快研发进度。在24.75GHz~27.5GHz频段、独立组网和非独立组网、800M带宽同时上下行工作、大上行帧结构等研发方面取得了卓有成效的进展。而在终端及芯片领域，高通、海思、三星、联发科等也都推出了毫米波芯片。截至目前，全球商用的毫米波终端芯片已有约70款，以手机和CPE(客户前置设备)为主。

5G商用早期，Sub-6GHz凭借传播距离远，能更好地穿透物体，更容易解决大范围区域的信号覆盖问题等优势，成为运营商推动5G普及的首选。但在进入到5G下半场后，毫米波应用成为主角，这也意味着，能够支持数千兆比特的速率和超大容量的频段资源将更为重要。目前5G应用落地面对的挑战中，很重要的一点就是解决高可靠、高性能的传输需求，而毫米波恰恰对此会有一个很好的提升。从中国移动推进5G行业应用的实践经验来看，高速率、低时延、可靠性是不同用户的共性需求。以工业相机上传视频为例，这种应用场景要求传输速率达到上百兆甚至千兆，而毫米波能够提供400M的带宽，速率能够做到Sub 6GHz上下行速率的4~6倍，从而更好地解决相应的特殊场景对于大上行的要求。而在低时延方面，毫米波的时延是Sub6GHz的一半左右，尤其是端到端的时延，能够达到4毫秒，这对赛事高清直播、远程医疗手术等有些需要超低时延的场景，具有很好的提升。

虽然毫米波在5G应用的规模推广上将发挥重要作用，但也依然面临不少误区和挑战。毫米波虽然有着大带宽、高速率、低时延的优点，但并非所有的应用场景都适合于用毫米波，就像不是所有的场景都适合于用Sub 6GHz一样。最适合用毫米波的场景就是热点覆盖。只有在企业内部、场馆外部、交通枢纽、固定无线、工业物联网这些需要大容量、多用户、高容量限制的场景中，才需要并适合使用毫米波。成本是毫米波在落地中的另一个关键挑战，而只有规模化推广，才能把成本降下来。同时，毫米波的定位目前还只是一个基础层技术，后面用到的支撑网络才是整个毫米波产业落地的难点。毫米波不能脱离后面的支撑网络而独立存在，所以在推广毫米波时必须考虑这点。专家认为，中国5G毫米波的发展仍存在三个方面的工作要做。

第一，积极推动毫米波的标准研究和技术研发工作。我们应针对WRC制定的毫米波频谱以及国内发布的毫米波试验频谱，积极开展国际国内毫米波标准的研究和技术研发工作，同时还要加强毫米波与Sub 6GHz频段的协同组网工作。

第二，聚焦5G毫米波的基础元器件推进研发与应用。毫米波带宽比较高，不仅对频率器件要求高，对其他相关元器件也是大的挑战。当时在推广400MHz、200MHz、100MHz频段时，不仅在微波器件上有一些压力，实际上在大带宽ADDA(数模转换)器件上也有一些压力，甚至这些压力比模拟无线电的带宽压力还要大一些。因此，要做好无线电基站和这些装备必须克服这些困难，提升与毫米波相对应的元器件发展水平。

第三，要加强产学研的合作，做好冬奥会的演示示范，共同推动毫米波的成熟，为未来6G太赫兹的可能使用积累经验。太赫兹的使用不可能直接越过5G毫米波而使用，只有做好5G才能有6G。因此，产业界应该共同努力，在工信部的推动下，共同做好毫米波的发展进程。