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讀懂毫米波,你就打開了通往5G時代的大門

發佈時間: 2020-10-19 | 來源: 環球網 | 作者:  | 責任編輯: 呂欣

北京懷柔,一台搭載有高通驍龍X55 5G數據機和QTM 毫米波模組的  vivo手機被擺放在實驗桌上,它嚴格按照IMT2020 5G推進組的測試要求進行了硬體配置。此次實驗的最終目標,是為了測試基於中興通訊宏站模式下的毫米波大覆蓋、以及微站模式下毫米波通訊極限峰值未覆蓋的應用場景。

“4CC 2.06Gbps!最遠1.3Km”。

測試連通後,成績很快就出現在檢測的螢幕上,而在此前,OPPO、華為以及小米也接連展示了基於不同晶片組和測試終端的毫米波聯通實驗。至此,國産頭部廠商已經掌握了毫米波終端的技術研發實力,而業界普遍相信,毫米波連接測試的成功也將成為我國5G技術發展的新里程碑。

通向5G時代,毫米波勢在必行

很顯然,對於普通用戶而言,5G尚屬新鮮的名詞,而毫米波更是鮮有耳聞,恐怕許多讀者都會在心中犯嘀咕:“毫米波究竟是什麼?它又和5G有什麼關係?”無疑針對這些疑問,我們有必要進行一下解答。

事實上,在3GPP的R15/16協議中,5G網路主要使用兩段不同的頻率——FR1頻段與FR2頻段,它們分數不同的頻率範圍。其中,FR1頻段主要運作于450MHz-6GHz,我們通常將它稱之為6GHz以下頻段,目前主流的LTE網路、廣播網路都在此頻段下傳輸;而FR2頻段則集中于24.25GHz至52.6GHz,通訊界則普遍將它稱之為毫米波。

因此,要想真正進入5G時代,不僅需要6GHz以下的網路覆蓋,同樣也需要毫米波技術的支撐。

然而,在移動通訊迅猛發展的過去30年間,毫米波卻一直像一片未經開墾的蠻荒之地,即便有諸如高通、愛立信、諾基亞在內的通訊巨頭的投入研究,但它仍然沒有成為世界的主流傳輸頻段。這其中則存有毫米波本身的技術桎梏,也有著運營商的市場考量。

毫米波被市場忽視的首要原因在於,過去人們對於移動通訊的頻寬要求優先,特別是在網際網路尚未普及的時代裏,512K電貓已算得上高速,6GHz以下的“窄帶”已經足夠滿足無線網路的需求,毫米波所具備高頻寬的優勢幾乎無法發揮。其次,我們知道,根據信號傳輸的特點,越高的頻段雖然具備更高的頻寬,但傳輸距離卻會更短;而6GHz低頻段則能獲得更遠的傳輸距離——這也意味著如果使用低頻段傳輸,運營商所需要鋪設的基站設備更少,鋪設成本更低,結合頻寬需求,毫米波自然不是過去移動網路的首選技術。

然而這一切隨著速率需求的增加而發生了改變,可以説,5G時代的到來改變了這一切。相較于LTE時代所採用的6GHz以下頻段,過去毫米波可有可無的優勢反而變得至關重要。事實上,在6GHz頻段下LTE最大可用頻寬只有100MHz,這意味它最高只能實現1Gbps的下行表現;但毫米波的移動應用頻寬最高卻有400MHz,可實現10Gbps甚至更多,在以快為主的5G時代,這樣的高頻寬才能滿足我們對於5G速率的期待。

此外,毫米波的“未開墾”也為運營商提供了更豐富的頻譜資源。要知道,隨著30年的持續發展,30Ghz內的頻譜資源已經幾乎消耗殆盡,LTE、廣播電視將其瓜分徹底,而這也造就了目前全球化的頻譜資源短缺問題,而在更高頻率傳播的毫米波就像是一片新大陸,仍然有著廣闊的空間等待開發。

毫米波正在走出實驗室,成為現實

剛剛結束的GSMA大會上,《5G毫米波技術白皮書》同時應運而生,其中列舉了毫米波技術的三大應用場景,包括室內外交通樞紐、場館等熱點;工業網際網路應用以及家庭和寫字樓無線寬頻接入。根據預估,截止2035年,5G毫米波將為全球GDP做出5650億美元的貢獻,佔5G總貢獻的25%。

毫無疑問,毫米波技術並不是一場空洞的科學實驗,現如今它已經走出實驗室,成為了不少運營商部署5G的重要組成,比如中國移動就已經確定,將會計劃在近期實現5G毫米波的商用部署,並覆蓋更廣闊的的應用場景。同時,包括vivo、OPPO、華為、小米在內的廠商,也正積極加速終端的研發速度,通過不斷的聯通實驗,驗證毫米波在日常使用的可能。

結合毫米波和6GHz以下網路,高速的5G時代正在向我們大步走來,而終將促進技術進步,並再次加速萬物互聯的到來。