2020 年都已经过去2/3 了,全球 5G 建设如火如荼,已经有 35 个国家和地区部署了 5G 网络,80 多家运营商开始 5G 商用,今年预计可以出货 2 亿部 5G 手机。
中国无疑是最大的 5G 市场,截至 6 月份国内就有 1 亿 5G 用户了,全年预计可以发展到 2 亿用户,同时新增 5G 基站 80 万,占到全球 70% 以上的份额。
到今年底,全球的 5G 应该可以说完成了第一波建设了,大城市的 5G 差不多普及了,但这不是 5G 的结束,实际上才刚刚开始,因为后面还有更好的,尤其是 5G 要实现从能用变成好用的跨越,毫米波技术也是时候登场了。
8 月 27 日,GSMA 协会举行了毫米波技术深入解读研讨会,高通公司的工程技术总监骆涛博士做了题为《实现毫米波移动化释放全部 5G 潜能》的主题演讲,介绍了 5G 毫米波技术的最新进展,展示了高通在 5G 毫米波上的持续投入和最新努力成果。
不太为人熟悉的毫米波:5G 网速再快 4 倍就靠它了
说到 5G,铺天盖地的宣传大家已经很熟悉了,1Gbps 以上的网速是它标志性的优点,下载极快,但是具体的 5G 技术大家可能就了解得不够深入了,尤其是毫米波 5G。
实际上 5G 是多种技术的集合,光是频段上就分为两部分——FR1 和 FR2,前者频率范围是 450MHz——6GHz,又叫 6GHz 以下频段,这是最常见的,也是目前的主流。
FR2 频段的频率范围是 24GHz——100GHz,也就是毫米波(mmWave)频段,带宽是 Sub-6GHz 频段的 25 倍多,而频率和带宽越高,网络速度就越快,所以毫米波 5G 的一个显著优势就是网速更快。
运营商在推广 5G 商用时标称的下载速度都在 1Gbps 以上,不过实际上想达到并不容易。
Ookla 的最新数据分析显示,6GHz 以下频段的 5G 平均网速大约是 225Mbps,而毫米波频段可以做到 900Mbps,峰值速率更是超过 2Gbps。
所以毫米波的优点之一就是拥有更高速率,平均速率比现在 6GHz 以下频段 5G 快了 4 倍,差距非常明显,特别是一些需要高带宽的应用,比如超高清视频等等,毫米波能够实现更短的传输时间,甚至瞬间即达。
正是毫米波高速率的优点,可以跟 6GHz 以下频段的 5G 组成黄金搭档,尤其是在室内场合,如商场、机场、高铁站等人群密集的环境中,超高速的毫米波 5G 可以提高网络容量,解决 5G 最后一公里难题。
毫米波挑战大高通秀肌肉:5G 坐上了“火箭”
毫米波 5G 优势明显,但是另一方面这也存在着更大的挑战——高频段需要从前端射频到基带芯片,再到应用端的全面配套设施,同时也面临传输距离短、容易被干扰等缺憾,技术及商业上的挑战都非常大,需要业内厂商共同努力,一点点突破瓶颈。
作为目前移动通信行业领头羊,高通过去 30 多年来一直在研究、推动移动网络技术发展,目前基于高通骁龙技术平台的 5G 手机、模组及其他终端已经是 6GHz 以下频段 5G 技术的主流。
同样,高通在多年前就开始了毫米波相关技术研发,目前已经取得了多项技术突破,让毫米波商用一点点成为现实。
根据骆涛博士的介绍,针对毫米波 5G 存在的覆盖有限、成本高、信号衰减、终端要求高等问题,高通已经提出了一揽子解决方案,借助共址技术克服了路径损耗实现了广覆盖,同时做到了视距和超视距传输,自适应波束技术则解决毫米波信号的遮挡问题。
总之,在毫米波技术上,以往阻碍商用的瓶颈一一被突破,高通已经推出了一系列的调制解调器、射频及天线解决方案,使得毫米波在智能手机中实现商用不再是“不可能的任务”,而是逐步成为现实。
今年 2 月份,高通正式宣布推出骁龙 X60 基带,不仅用上了 5nm 工艺,还成为全球首款支持毫米波、6GHz 以下两种频段聚合的 5G 调制解调器及射频系统,能够帮助运营商最大程度地利用频谱资源,以提升网络容量及覆盖。
此外,骁龙 X60 还支持 5G FDD-FDD 和 TDD-TDD 载波聚合以及动态频谱共享(DSS),并且包含全球首个 6GHz 以下频段 5G FDD-TDD 载波聚合解决方案。
骁龙 X60 还搭配全新的高通 QTM535 毫米波天线模组,该模组旨在实现出色的毫米波性能。
更惊人的是,骁龙 X60 实现了 7.5Gbps 的网络速率,并且为运营商提供灵活、可靠的网络部署方式,扩大覆盖范围,提升网络容量,加速 5G 普及。
5G 技术继续演进中国毫米波 5G 启航
在高通解决了技术瓶颈问题之后,毫米波商用现在也要驶入快车道了,它可以成为 6GHz 以下频段的有力补充,未来可以扩充到室内高速网络、公共网络及企业专网等领域,普及高速网络。
小到办公室,大到体育场甚至机场、火车站,这些地方以后都可以靠毫米波实现 1Gbps 以上的网络覆盖,不仅手机可以用,电脑、XR 等设备也可以借助它畅联全球。
此外,毫米波在中国这个全球最大的 5G 市场上也迎来了新的发展机遇,6GHz 以下频段 5G 建设今年将初步完成了,未来需要进一步优化网络覆盖,提升 5G 网络的实际体验。
根据 GSMA 协会的数据,预计到 2034 年,在中国使用毫米波频段所带来的经济受益将产生约 1040 亿美元的效益,这大约占亚太地区毫米波频段预估贡献值(预计将达 2120 亿美元)的一半。
5G 毫米波的经济效益如此之大,无论如何都不能错过。早在 2017 年 7 月,我国工信部就批复了新增毫米波试验频段,包括 26GHz、38GHz,频谱资源合计 7.75GHz,国内的研究也一直没断过。
2019 年 11 月 1 日,高通联合中兴宣布,IMT-20205G)推进组的组织下,双方已于 10 月 19 日成功实现了中国第一个基于智能手机的 5G 毫米波互操作性测试IoDT)。
目前高通已经跟国内的移动、联通、电信及众多手机品牌都达成了合作,国内的 5G 毫米波有望在 2021 年正式起航,通过 6GHz 以下频段+毫米波的部署策略,真正实现“数千兆比特速率、大容量、广覆盖和低时延”的 5G 愿景。