5G發展再進一步,華為等公司完成5G毫米波關鍵技術多項測試,你怎麼看?

魚侃侃


謝謝您的問題。華為完成5G毫米波關鍵技術測試,展示了雄厚的技術實力。

5G毫米波的意義。毫米波是波長在1-10毫米的電磁波,對應30GHz至300GHz的無線電頻譜。目前5G技術的頻段路線主要有兩種。第一,6GHz以下的頻段,優點是傳輸距離遠、干擾遮擋的影響小,缺點是速率較低,適合長距離傳輸。第二,毫米波頻段,優點是速度較快,缺點是傳播性和穿透性不佳,適合短距離密集部署。 第三,毫米波意外著更大帶寬、更低時延、密集佈設,在業內被視為不可戰勝的挑戰,但是毫米波可以用於智能手機的前景足夠誘惑。


時機不容錯過。根據IMT-2020(5G)計劃,2019年是研究和測試5G毫米波關鍵技術、探索其發展應用的關鍵之年。基礎通信企業都在發力,紫光展銳在研究毫米波,愛立信、諾基亞貝爾、中興與系統高通公司都參與到測試中,支持5G毫米波的商用智能手機也問世了,華為在這場全球競爭中不容有失。

華為搶在了前頭。今年以來,華為已經完成了5G毫米波關鍵技術測試中的功能、射頻等性能,華為海思芯片完成了5G毫米波關鍵技術的室內測試。通過測試,驗證了技術主要特性,進一步為華為研發5G毫米波基站、核心器件和終端提供參考。
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根據3GPP的標準,5G頻段分成FR1和FR2兩個範圍,其中FR1的頻段低於6GHz,是450MHz——6GHz,又叫sub 6GHz頻段;FR2頻段的頻率範圍是24.25GHz——52.6GHz,人們通常叫它毫米波(mmWave)。

大家一般理解,Sub 6GHz主要用於eMBB場景,而毫米波主要用於mMTC、URLLC場景。

目前國內三大運營商基本上都是基於sub 6GHz頻段來建設5G網絡的,中國電信是3.4GHz-3.5GHz,中國移動是2.515GHz-2.675GHz、4.8GHz-4.9GHz頻段;中國聯通是3.5GHz-3.6GHz。

而美國主要是用毫米波來建設5G的,因為sub 6GHz頻段被軍方佔用了。

那麼毫米波和sub 6GHz來建設5G有什麼區別?根據物理知識,頻率越高,速度較快,但是傳播性和穿透性不佳,適合短距離密集部署。而頻率低,速度慢,但傳播性更強,穿透能力更佳,適合遠距離的部署。

但是頻率越高,速度快時,意味著更低時延,這對5G來講,也至關重要,雖然在手機中,可能體現不明顯,但在工業物聯網,自動駕駛等領域卻意義重大。

所以當5G技術進入到自動駕駛,工業物聯網、工業控制等領域時,發展毫米波是必須的

現在大多數的廠商主要集中在sub 6GHz進行5G的測試,因為這一階段是各運營商主要是用於手機的5G建設。

而華為完成5G毫米波的關鍵技術測試,意味著華為已經從手機5G過渡到更多的場景,對應著三大5G場景中的另外兩大場景了,也意味著技術更領先。


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為了推動5G的發展,首先要選擇新的頻譜或頻段,來支持5G的發展。而以前4G的頻譜,不能實現5G所要實現的大帶寬的目標。

5G網絡採用兩種頻段——Sub-6GHz與毫米波頻段。一般將6GHz作為中心點,把5G的頻段選擇分為兩種。第一種是6GHz以下的頻段,其被統稱為Sub-6GHz,包括700MHz、2.6GHz、3.5GHz、4.9GHz;第二種是6GHz以上的頻段,其被稱為毫米波。現階段我國選擇了Sub6GHz頻段發展5G,美國主要選擇毫米波頻段,韓國、日本、歐洲等國家或地區則兩種頻段都在發展。

具體選擇哪種頻段發展5G,首先不是技術原因,而是基於頻率資源情況的考量。頻率是各個國家寶貴而稀缺的資源,也是發展無線通信最核心的資源,而每個國家的國情不同,頻率資源使用情況也不同。有些國家的相關頻率資源之前已經被佔用,就需要騰退出來發展5G。因此,不同國家發展5G的策略也有所不同。

總體來說,頻率越高,越容易實現高帶寬,但同時越容易受到干擾,信號傳播距離就越短。波長較短的毫米波會產生較窄的波束,從而為數據傳輸提供更好的分辨率和安全性,且速度快、數據量大,時延小。其次,有更多的毫米波帶寬可用,不僅提高了數據傳輸速度,還避免了低頻段存在的擁堵(在研究毫米波頻率應用在5G之前,該頻段的主要運用在雷達和衛星業務)。5G毫米波生態系統需要大規模的基礎建設,但可以獲得比4G LTE網絡高20倍的數據傳輸速度。高通在MWC的展示中,通過運用毫米波技術,達到了4.63Gbps的網絡傳輸速率,這是一個在4G時代無法想象的快速。

Sub-6GHz的傳播距離與毫米波相比更遠,更容易解決廣泛區域的覆蓋問題。我國現階段在Sub6-GHZ頻段發展5G技術,其優點是可以先解決覆蓋問題,儘快把5G技術投入實際應用,並讓大多數公眾用上5G。

根據谷歌對於相同範圍內、相同基站數量的5G覆蓋測試顯示,採用毫米波部署的5G網絡,100Mbps速率的可以覆蓋11.6%的人口,在1Gbps的速率下可以覆蓋3.9%的人口;而採用Sub-6頻段的5G網絡,100Mbps速率的網絡可以覆蓋57.4%的人口,在1Gbps的速率下可以覆蓋21.2%的人口。

谷歌測試結果對比,上為毫米波覆蓋,下為Sub-6覆蓋

毫米波可實現的帶寬更高,更容易解決客戶容量問題,可以同時容納更多人上網。但這種技術的覆蓋面積比較小,更適合車站、機場、體育場館等人口密集的場景應用。毫米波頻段頻率非常高,它很難完成全域覆蓋。在毫米波頻段部署5G技術,同樣大的覆蓋面積上,需要建設的基站數量可能是Sub-6GHz頻段的1.5到2倍。目前僅憑藉毫米波頻段全面推進5G技術的難度較大。其難點並非完全在於技術,而與成本有很大關係。

未來,我國也會選擇在毫米波頻段發展5G技術。目前已經初步完成6GHz以下的頻率分配,並在考慮進行毫米波頻段的安排部署工作。我國目前在Sub-6GHz頻段的5G技術方面已經有一些技術儲備,但將來發展毫米波頻段甚至更高頻段時,還需要更多摸索和積累,特別是與毫米波相關的射頻器件方面。在應用毫米波頻段時,射頻器件的研發難度更大,因為頻率越高對器件的要求越高。

美國發展毫米波是被迫的,一是因為目前美國政府尤其是軍方將大量3-4GHz範圍內的頻段用於軍用通信和國防通訊,迫使美國只能選擇押注毫米波。

中國選擇押注Sub-6G,按3GPP關於5G的頻譜範圍規範,聯通、電信捨棄了之前的頻譜資源,換來了目前產業成熟度最高的3.5GHz資源(3400MHz-3500Mhz分配給中國電信,3500MHz-3600MHz分配給中國聯通);移動則在2.6GHz頻段和4.9GHz頻段上持續深耕。

另外,中國雖然押注Sub-6G,但是並沒有放棄對毫米波的探索,充分貫徹了雞蛋不放在一個籃子裡的理念。

剛才我們說道,美國5G毫米波存在缺陷,所以目前Sub-6G中的\t3Ghz和4Ghz之間的頻譜波段主導了全球的5G活動,因為相比於毫米波頻譜,3Ghz和4Ghz的傳播範圍得到了改善,能用更少的基站數量提供相同的覆蓋範圍和性能。

而中國也成為了全球5G的領先者,並且有望成為5G全球經濟的領導者,構建5G全球標準。

而美國還在思考如何完全解決毫米波的缺陷,目前美國試圖通過大規模MIMO和波束賦型改善毫米波的傳播效率。雖然這些技術可以改善毫米波的傳播效率,但是在更大範圍內保持連接穩定仍然存在挑戰。在將毫米波作為一種更通用的無線網絡解決方案部署之前,還需要投入大量的時間和研發成本來解決毫米波的傳播特性問題。

除此之外,美國還在思考是否要轉投Sub-6G方案,跟著中國走。可以說目前美國已經陷入了5G的困局之中,而中國在5G的發展上正走得十分穩健。工信部近日表示,目前各地所推進的基本上為非獨立組網的5G網絡,預計明年我國正式大規模投入建設獨立組網的5G網絡。

中國信息通信研究院的《5G產業經濟貢獻》認為,預計2020至2025年,我國5G商用直接帶動的經濟總產出達10.6萬億元,間接拉動的經濟總產出約24.8萬億元,5G將直接創造超過300萬個就業崗位。

最為重要的是,中國將可能成為全球5G的領導者,重現美國在4G時代的全球經濟主導權。


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目前,國內5G建設正在緊鑼密鼓地進行著,11月份三大運營商上也要正式發佈5G套餐。國內互聯網通信市場中,華為的實力無疑是最強的,擁有專利數量、基站和5G商業訂單數量都是遙遙領先的。在面對外界打壓時,華為不慌不亂,就是因為其有實力,有底氣。

而放眼全球市場,華為的表現也是遙遙領先的,正是因為實力太強大才引起了美國等對手的恐慌。美國之所以對華為出手就是擔心5G話語權落在華為手中,不過就目前的情況來看,不管怎樣5G話語權似乎都不可能被美國掌握,因為目前其國內5G建設還是十分落後的。

今天,IMT-2020(5G)推進組5G試驗工作組組長許飛在5G創新發展高峰論壇上表示,到今年10月為止,華為已經成功完成了5G毫米波的關鍵技術測試、射頻和外場性能,華為海思芯片也已經完成了5G毫米波關鍵技術的室內功能測試。除了華為之外,愛立信、中國信科、諾基亞等廠商也在進行5G毫米波測試。

所謂的毫米波其實就是波長在1-10mm之間的電磁波,通常情況下其對應的是30GHz-300GHz之間的無線電頻譜,其頻率高、波長短並且可靠性很高,方向性也很好。在5G時代,毫米波將發揮出重大作用,成為5G重要組成部分,屆時其將具有更高的速率更低的能耗的更多鏈接的願景。據悉,目前全球多國都在進行5G毫米波的競爭,現在國內正在有秩序地分階段的推進5G毫米波技術試驗工作計劃。

根據推進組給出的消息來看,今年8月至12月,5G毫米波關鍵技術的系統特性正得到不斷驗證,明年毫米波基站和終端的功能、性能等方面的特點也將開啟認證,同時還要開展高低頻協同組網特徵,2020年至2021年將開展典型的場景驗證。

總而言之,很多看似不起眼的東西但其實卻發揮著關鍵性的作用,就像毫米波一樣,在大多數人看來,毫米波可能就是一個十分微小的東西,殊不知在5G時代其竟然發揮著巨大的作用,這樣表明無論是發展什麼都要穩步推進,一點一點地落實後,哪怕是一個小細節都不能錯過。而目前華為已經完成這一方面工作,未來其還將不斷探索,不斷深入5G的發展,期待其未來會有更好的表現。


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