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低頻段太擠!毫米波破解5G大難題
2018-08-21 10:02:55 來源: 人民郵電報
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  標準落地,商用衝刺。然而,在5G一路狂奔的道路上,頻譜資源短缺成了一大攔路的難題。

  相較于以往任何一代通信係統,5G需要滿足更加多樣化的場景和極致性能挑戰,那麼就需對支持5G新標準的候選頻段進行全頻段布局,然而,低頻段已經異常擁擠,且大多涉及與其他係統幹擾保護。在全球大多數地區,目前最直接的方式是利用頻率較高的頻段,包括6GHz以下的3GHz左右頻段及24GHz以上毫米波頻段,與低頻相比,這些頻段擁有更多可用帶寬。

  在尋找新的頻譜資源的過程中,我國也面臨著前所未有的頻譜資源短缺困境。4G之前就已經逐漸消耗了低頻段中的優質頻率,于是我國率先為5G劃分了低頻頻段,依照規劃,我國對5G頻段資源主要集中在3.5GHz和4.8GHz頻段。而之前備受關注,卻一直停留在徵求建議階段的毫米波也有望取得進展。

  在不久前結束的5G和未來網絡戰略研討會上,工信部通信發展司副司長陳立東要求,加強移動通信空口技術演進、毫米波等新技術領域的研究。未來移動通信技術和標準發展推進委員會專門設立的5G微波毫米波技術特別工作組,發布了5G毫米波頻譜規劃建議白皮書,呼吁我國迫切需要明確5G在毫米波頻譜布局並盡早確立可用頻段,應盡早規劃24.75~27.5GHz以及37~42.5GHz,給産業明確指導方向,建議2018年年底完成頻率規劃,支撐2019年毫米波預商用試驗以及2020年毫米波大規模商業部署。

  其實,在我國,毫米波技術也並不是一項此前從未涉及的技術。對此,對上述白皮書有著重要內容貢獻的美國高通公司有著深刻的體驗。該公司中國區研發負責人徐表示,通過與眾多中國廠商、合作夥伴的交流發現,中國在毫米波技術上的積累並不薄弱,許多研究機構和大學都有相關的研究積累,在基站技術中也有一定程度的應用。“實際上毫米波技術已在很多領域得以應用了,而我們現在需要推動此技術走向更為廣泛的商業應用。”記者了解到,在技術支持層面,包括多天線技術、寬帶的自動處理能力等,我國已經有了一定的技術儲備作為毫米波技術的基礎,可能先利用6GHz以下頻段技術。目前,很多中國運營商和廠商在積極推動毫米波技術在這一頻段的應用。

  放眼全球,對毫米波進行規劃已是大勢所趨。目前,在6GHz以下頻段,我們看到3GHz左右的頻段在全球都獲得關注。全球許多國家正在劃分或計劃劃分24GHz以上的毫米波頻段。2016年7月,美國將多達11GHz的毫米波頻譜劃分為5G頻段。包括歐洲、韓國、日本、澳大利亞和加拿大在內的其他地區也正在劃分用于5G的毫米波頻譜。在某些情況下,其中一部分的毫米波頻譜可能會被劃分為共享或非授權頻譜——而不是授權頻譜,這在特定情況下可能是必需的。

  “毫無疑問,毫米波頻譜在中國和全球范圍內對于5G都至關重要。毫米波頻段可提供極致帶寬,因此其對于滿足更好、更快的增強型移動寬帶需求至關重要,同時與目前中國和世界其他地區的千兆級LTE服務相比,毫米波頻段可為5G提供顯著的差異化。”徐這樣認為。

  這種重要性在一係列測試中的對比數據上可見一斑。對此,高通進行了一係列5G真實網絡模擬實驗。在美國舊金山的實驗中進行了5G網絡模擬實驗,通過現有的LTE的基站輔以毫米波容量,實現了5倍的網絡容量增益,同時,在4G達到100%覆蓋的情況下,將毫米波加入現有的4G基站,可以實現5G網絡65%的覆蓋率。在法蘭克福的另一組實驗則是在6GHz以下頻譜上進行的4G轉換為5G的模擬實驗,就下載速率而言,從4G用戶均值的56Mbps提升至5G用戶均值的超過490Mbps,實現了8.8倍的增益,從小區邊緣突發數據而言,可以達到9.2倍的增益。

  得益于試驗的成果,目前,高通已經開發並展示利用6GHz以下和毫米波這兩個頻段范圍的試驗平臺,並推出可支持在6GHz以下和毫米波頻段運行的5G新空口的調制解調器驍龍X50。

  對于毫米波的挑戰,徐也坦言:“使用毫米波頻段傳輸更容易造成路徑受阻與信號衰減,因此,毫米波信號傳輸的高效性和魯棒性是我們的研發重點之一,另外,對于如何使毫米波技術更好地適應終端的尺寸和功耗也是高通的技術研究方向。”(那什)

  

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【糾錯】 責任編輯: 冉曉寧
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