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中国移动李男:毫米波将在2022年规模商用



在日前举行的“GSMA毫米波技术深入解读研讨会”上,中国移动研究院无线技术研究所副所长李男表示,在频谱、标准和产业的支持下,毫米波已经取得积极的商业化进展,预计将在2022年具备规模商用能力。

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李男介绍,5G相对4G,速率和容量都有10倍以上的提升。为了满足5G需求,扩展工作带宽是最简单高效的方法,但6GHz以下的频谱已经非常紧张,很难找到适合5G大带宽的工作频谱。毫米波应运而生,其因在更高的频段有更大的带宽,成为业界关注的焦点。

在2019年世界无线电大会上,毫米波取得了突破性的进展,一共确定17.25GHz的毫米波划分,其中包括24.25-27.5GHz和37-43.5GHz的全球划分,以及45.5-47GHz、47.2-48.2GHz和66-71GHz的区域划分,这些频谱划分极大地鼓舞了产业界对毫米波的信心。

毫米波标准逐渐完善

R15版本中,3GPP将毫米波纳入工作范畴,包括制定6GHz以下的低频段标准以及针对6GHz以上包含毫米波工作频段的标准化;R16标准中,引入了很多支持毫米波的5G NR增强特性,3GPP重点关注提升毫米波系统的工作效率,降低毫米波通信的时延;R17阶段,将引入更多支持毫米波的5G NR增强特性,工作频率拓展到52.6-71GHz,可以涵盖所有毫米波的工作频段。

3GPP针对28GHz和39GHz在不同场景下的测试结果显示,毫米波的穿透损耗明显高于2.6GHz和3.5GHz,特别是39GHz,穿透损耗是2.6GHz的2倍之多。随着穿透阻挡的增加,损耗差距也越来越大,在混凝土墙面的测试下,毫米波穿透损耗比2.6GHz和3.52.6GHz高出2倍以上。穿透损耗直接影响室外对室内覆盖的效果,导致毫米波工作场景受限,这也是业界下一步迫切需要解决的问题。

李男介绍,除物理层和系统机制设计之外,3GPP在射频标准方面也对毫米波进行了非常广泛的支持。包括在R15阶段针对运营商关心的典型毫米波频段进行单频段标准化,在R16和R17阶段,在此基础上进一步支持毫米波频段内的载波聚合,以及FR1和FR2跨频段载波聚合和双链接,基本上可以满足目前可以预见的运营商对毫米波部署的基本需求。后续还将考虑毫米波频段之间的跨频段载波聚合,进一步将毫米波的工作场景和频段组合丰富起来。

毫米波产业基本成熟

李男指出,因为毫米波工作频段非常高,传播损耗和穿透损耗也非常高,大规模天线是必选技术。

李男同时指出,由于半导体本身原因,毫米波频段器件单路很难支撑较大的功率。同时,毫米波也会通过波束扫描的方式实现用户接入,为了保证波束配置的灵活性和波束的分辨率,需要一定数目的具有调控能力的通道。

业界针对毫米波特性提出适合毫米波的数模混合方案。通过在模拟端加入调幅和调相器件,可以实现模拟预算数字叠加混合复型,经过测试几乎可以达到与纯数字复型相当的性能。这样可以使得毫米波的网络设备成本和复杂度大幅度下降,对未来毫米波产业化起到非常好的促进作用。

与6GHz低频相比,毫米波频率上升到24GHz以上,终端射频器件包括天线尺寸都会大幅下降,这样就有机会将射频前端包括滤波器等,与天线集成封装到一个模组里面。封装天线的AIP技术也成为毫米波终端技术的主流。

在产业化方面,目前网络设备已经面向室外和室内覆盖推出了不同站行;终端方面,已经有厂商推出毫米波商用智能手机,还有一些厂家已经支持毫米波CPE;芯片方面,高通已经支持毫米波商用芯片,三星和华为已经支持毫米波工程样机。由此可以看出,毫米波产业已经基本成熟,为商业化发展和面向用户的推广做出阶段性贡献。

在频谱、标准和产业的支持下,毫米波在全球范围内取得了比较可喜的商业化进展。截至今年8月份,已经有22家运营商部署了毫米波5G系统,走在前列的包括美国、日本和韩国。

李男表示,毫米波将在2022年具备规模商用能力,中国移动希望届时可以以SA为基础部署毫米波网络。另外,针对毫米波的覆盖瓶颈以及信号遮挡等问题,需要与产业界联合进行技术攻关,以便尽快推出成熟的毫米波商用系统。