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读懂毫米波,你就打开了通往5G时代的大门

发布时间: 2020-10-19 | 来源: 环球网 | 作者:  | 责任编辑: 吕欣

北京怀柔,一台搭载有高通骁龙X55 5G调制解调器和QTM 毫米波模组的  vivo手机被摆放在实验桌上,它严格按照IMT2020 5G推进组的测试要求进行了硬件配置。此次实验的最终目标,是为了测试基于中兴通讯宏站模式下的毫米波大覆盖、以及微站模式下毫米波通讯极限峰值未覆盖的应用场景。

“4CC 2.06Gbps!最远1.3Km”。

测试连通后,成绩很快就出现在检测的屏幕上,而在此前,OPPO、华为以及小米也接连展示了基于不同芯片组和测试终端的毫米波联通实验。至此,国产头部厂商已经掌握了毫米波终端的技术研发实力,而业界普遍相信,毫米波连接测试的成功也将成为我国5G技术发展的新里程碑。

通向5G时代,毫米波势在必行

很显然,对于普通用户而言,5G尚属新鲜的名词,而毫米波更是鲜有耳闻,恐怕许多读者都会在心中犯嘀咕:“毫米波究竟是什么?它又和5G有什么关系?”无疑针对这些疑问,我们有必要进行一下解答。

事实上,在3GPP的R15/16协议中,5G网络主要使用两段不同的频率——FR1频段与FR2频段,它们分数不同的频率范围。其中,FR1频段主要运行于450MHz-6GHz,我们通常将它称之为6GHz以下频段,目前主流的LTE网络、广播网络都在此频段下传输;而FR2频段则集中于24.25GHz至52.6GHz,通讯界则普遍将它称之为毫米波。

因此,要想真正进入5G时代,不仅需要6GHz以下的网络覆盖,同样也需要毫米波技术的支撑。

然而,在移动通讯迅猛发展的过去30年间,毫米波却一直像一片未经开垦的蛮荒之地,即便有诸如高通、爱立信、诺基亚在内的通讯巨头的投入研究,但它仍然没有成为世界的主流传输频段。这其中则存有毫米波本身的技术桎梏,也有着运营商的市场考量。

毫米波被市场忽视的首要原因在于,过去人们对于移动通讯的带宽要求优先,特别是在互联网尚未普及的时代里,512K电猫已算得上高速,6GHz以下的“窄带”已经足够满足无线网络的需求,毫米波所具备高带宽的优势几乎无法发挥。其次,我们知道,根据信号传输的特点,越高的频段虽然具备更高的带宽,但传输距离却会更短;而6GHz低频段则能获得更远的传输距离——这也意味着如果使用低频段传输,运营商所需要铺设的基站设备更少,铺设成本更低,结合带宽需求,毫米波自然不是过去移动网络的首选技术。

然而这一切随着速率需求的增加而发生了改变,可以说,5G时代的到来改变了这一切。相较于LTE时代所采用的6GHz以下频段,过去毫米波可有可无的优势反而变得至关重要。事实上,在6GHz频段下LTE最大可用带宽只有100MHz,这意味它最高只能实现1Gbps的下行表现;但毫米波的移动应用带宽最高却有400MHz,可实现10Gbps甚至更多,在以快为主的5G时代,这样的高带宽才能满足我们对于5G速率的期待。

此外,毫米波的“未开垦”也为运营商提供了更丰富的频谱资源。要知道,随着30年的持续发展,30Ghz内的频谱资源已经几乎消耗殆尽,LTE、广播电视将其瓜分彻底,而这也造就了目前全球化的频谱资源短缺问题,而在更高频率传播的毫米波就像是一片新大陆,仍然有着广阔的空间等待开发。

毫米波正在走出实验室,成为现实

刚刚结束的GSMA大会上,《5G毫米波技术白皮书》同时应运而生,其中列举了毫米波技术的三大应用场景,包括室内外交通枢纽、场馆等热点;工业互联网应用以及家庭和写字楼无线宽带接入。根据预估,截止2035年,5G毫米波将为全球GDP做出5650亿美元的贡献,占5G总贡献的25%。

毫无疑问,毫米波技术并不是一场空洞的科学实验,现如今它已经走出实验室,成为了不少运营商部署5G的重要组成,比如中国移动就已经确定,将会计划在近期实现5G毫米波的商用部署,并覆盖更广阔的的应用场景。同时,包括vivo、OPPO、华为、小米在内的厂商,也正积极加速终端的研发速度,通过不断的联通实验,验证毫米波在日常使用的可能。

结合毫米波和6GHz以下网络,高速的5G时代正在向我们大步走来,而终将促进技术进步,并再次加速万物互联的到来。