高通徐晧:毫米波蓄力向前,激发5G应用新动能

作者:梅雅鑫 责任编辑:王鹤迦 2021.09.27 10:54 来源:通信世界全媒体

通信世界网消息(CWW)

当前,5G加速发展,“毫米波”这三个字也随着5G网络的迅速发展而拥有更高的“出镜率”。9月23日,以“助力5G行业应用扬帆起航”为主题的“第二届5G毫米波产业高峰论坛”在北京召开,论坛围绕5G毫米波产业成熟度、技术发展、产业生态等话题,共同探讨5G毫米波发展。

会上,高通公司中国区研发负责人徐晧分享了5G毫米波为产业带来的广阔机遇和毫米波移动化的挑战与解决方案,徐晧表示:“毫米波是从5G跨越到6G的必经之路,拥有非常好的商用前景。当前,毫米波已在全球实现商用,拥有成熟的产业链,能够面向消费级、企业级和工业级场景,提供高容量、低时延的室内外热点覆盖。”

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5G发展势头强劲,毫米波前景广阔

当前,5G发展势头强劲,全球70多个国家及地区的超过175家运营商已经推出5G商用服务。中国也交出了非常亮眼的成绩单:截至2021年8月,中国累计建成5G基站103.7万座;截至2021年8月,中国5G终端连接数近4.2亿。

毫米波和Sub-6GHz频段都是5G的重要技术,在徐晧看来,毫米波具有三大技术优势:一是支持大带宽,毫米波拥有从24GHz到100GHz范围内的大带宽,这意味着不用很复杂的通信技术就能够实现速率的提高,这为毫米波应用带来巨大优势;二是更低的时延,毫米波技术支持减少子帧的时长,在很短时间内就能把信息传输出去并得到反馈;三是更大容量,当大量用户同时进行数据下载,与只有单个用户下载时相比,对无线通信的带宽和下载速率的要求不同,而毫米波能够很好地满足大量用户的无线通信需求,提供更大容量。

展望全世界5G毫米波商用前景,美国、欧洲、韩国、日本等国家和地区已率先实现毫米波商用。中国目前主要使用的是5G中低频段,但同时也在推动5G毫米波技术发展,目前中国信通院已经主导开展了一系列毫米波测试工作。

蓄势待发,毫米波技术瓶颈已经取得突破

“对于毫米波,我们必须克服许多挑战才能在移动设备中实现5G毫米波。”徐晧表示,“传统认为毫米波有很多移动化挑战,如覆盖范围有限且成本高昂、仅支持视距传输、仅可用于固定用例、RFIC技术不成熟等,产业推广具有一定难度。”

不过,技术挑战不断出现的同时,行业也会用各种各样的技术来解决这些挑战。通过最近20多年的持续研发和创新,传统认为的这些毫米波技术瓶颈,都通过业界共同的努力得到了非常好的解决。徐晧从共址条件下实现大部分覆盖、支持视距和非视距(NLOS)传输、支持稳健的移动性、在智能手机中实现商用等4个层面介绍了高通的技术突破和解决方案。

首先,毫米波覆盖范围仅限于数百英尺,因此需要大量小基站。对此,可以通过使用大规模天线和波束追踪以及波束成形技术来解决,窄波束宽度的模拟波束成形克服路径损耗,利用现有站址实现显著覆盖。

其次,毫米波仅支持视距(LOS)传输的挑战,手部、身体、墙体、植被、雨滴等物体的阻挡会严重影响信号的传播。对此,可以利用路径分集和反射,以及先进的波束成形和波束追踪技术,使毫米波做到视距传输,也可以做到非视距传输,而且也可以用到移动通讯。

再次,此前毫米波仅可用于固定用例,商用部署仅面向无线回传和卫星。通过自适应波束导向与切换实现稳健性,以克服手部、头部、身体和植被的阻挡,支持稳健的移动性。

最后,由于带宽更大,能耗更高,这为外形尺寸较小的终端带来严峻的散热挑战。目前,成熟的毫米波RFIC和天线技术也已在智能手机中实现商用,已经发布调制解调器、射频和天线产品,均满足对产品外观、散热及监管规定的要求。

应用场景广阔,持续推动5G毫米波演进

针对毫米波的应用场景,徐晧强调,并不是所有地方都需要毫米波覆盖,毫米波最重要的应用场景是热点覆盖,包括企业室内部署、室内/室外场馆或交通枢纽等最需要大容量、高速率的地方。

徐晧认为,在中国,毫米波的应用具有独特优势,中国人口密度比较大,机场、地铁站或者体育场馆等人员密集的场所都是毫米波非常合适的应用场景。5G毫米波部署可以面向室外和室内的热点覆盖,例如音乐厅或者商场,也可以成为毫米波的绝佳应用场景。因此2022年北京冬奥会乃至以后的各类体育赛事的场景,都可以受益于毫米波的热点覆盖能力以及应用。

毫米波在体育领域也可以得到广泛应用。徐晧以美国橄榄球赛事为例,介绍了高通支持美国运营商在美国的大型体育馆进行毫米波商用测试。在能够容纳十万人的体育馆里,很多观众都在同时进行视频上传或下载,这需要非常高的系统流量和峰值速率来支持。在2021美国橄榄球赛季总决赛中,通过5G毫米波能够支持总的流量是4.5TB,部分场景峰值下载速度达到3Gbps,是4G LTE峰值下载速度的20倍,也是Sub-6G无法实现的一个容量和速率峰值。

5G毫米波在工业领域有非常多的应用场景,徐晧表示,通过高清摄像头和人工智能实现的工业质检也可以由毫米波技术提供摄像头与边缘云之间的高速连接。此外,毫米波还能提供更高精度的定位,现阶段标准的目标是3米至10米的定位精度,通过优化我们可以能达到一米左右的定位精度,在下一个的标准中致力于做到厘米级的定位,这将发挥毫米波的大带宽优势。

徐晧最后总结道,5G的毫米波标准还在持续演进,已完成的5G第二个版本R16项目有集成接入及回传(IAB)、增强型波束管理、节电特性、双连接优化、定位等。在R17以及未来版本项目中,高通还将推动优化IAB支持分布式部署、优化的网络覆盖和波束管理、拓展频谱支持、eMBB之外的全新用例、定位增强等。并且,毫米波有非常好的商用前景,它是从5G跨越到6G的必经之路,是非常重要的一个技术发展方向,高通非常期待和所有合作伙伴一起共同推动毫米波在中国和全球的应用和发展。


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