“最近，我們接到相關(guān)部門(mén)發(fā)來(lái)的通知，征集毫米波新場(chǎng)景、新應(yīng)用，開(kāi)展試點(diǎn)工作，我認(rèn)為這是一個(gè)非常重要的信號(hào)”，東部某省一位運(yùn)營(yíng)商人士近日對(duì)《IT時(shí)報(bào)》記者表示。
隨著5G走進(jìn)下半場(chǎng)，僅靠Sub 6GHz頻段“單打獨(dú)斗”，越來(lái)越難滿足低空經(jīng)濟(jì)、數(shù)字制造、智慧交通、XR等行業(yè)應(yīng)用需求。在這樣的情形下，具有大帶寬、低時(shí)延、高精度感知等特性的毫米波技術(shù)，加速走到臺(tái)前。
不久前舉行的亞洲冬季運(yùn)動(dòng)會(huì)上，運(yùn)營(yíng)商搭建了國(guó)內(nèi)首個(gè)26GHz頻段5G毫米波網(wǎng)絡(luò)，在場(chǎng)館內(nèi)為8K超高清視頻轉(zhuǎn)播提供穩(wěn)定高速的傳輸通道，在場(chǎng)館外利用毫米波通感一體技術(shù)構(gòu)建低空網(wǎng)絡(luò)，為低空物流配送提供高效、安全的網(wǎng)絡(luò)保障。
實(shí)際上，目前運(yùn)營(yíng)商、設(shè)備商已在低空經(jīng)濟(jì)等多個(gè)領(lǐng)域試水應(yīng)用26GHz毫米波技術(shù)，“我們預(yù)計(jì)明后年毫米波會(huì)在部分熱點(diǎn)區(qū)域開(kāi)展試商用”，一位通信行業(yè)組織的技術(shù)負(fù)責(zé)人表示。
中頻段5G難以“單打獨(dú)斗”
在5G上半場(chǎng)，我國(guó)建立了以Sub 6GHz頻段（如2.1GHz、3.5GHz、4.9GHz）為主的5G SA網(wǎng)絡(luò)，取得了全球矚目的發(fā)展成就。商用五年多來(lái)，無(wú)論是網(wǎng)絡(luò)規(guī)模還是用戶規(guī)模，我國(guó)5G在全球都處于領(lǐng)先位置，5G用戶普及水平則是全球平均水平的兩倍多。
但隨著行業(yè)應(yīng)用向縱深推進(jìn)，在很多場(chǎng)景下，5G“力有不逮”，比如面向工業(yè)應(yīng)用場(chǎng)景，5G不能完全滿足其對(duì)大上行帶寬、確定性時(shí)延、高可靠與精定位等要求；面向車聯(lián)網(wǎng)場(chǎng)景，5G能力也有不足。
為了打好“下半場(chǎng)”，5G能力必須得到提升，作為增強(qiáng)版本的5G-A技術(shù)走上臺(tái)前。相比5G，5G-A的主要性能有著數(shù)量級(jí)提升，概括而言，涵蓋了“十倍帶寬、十倍連接數(shù)、十倍定位精度、十倍能效改進(jìn)”。
要實(shí)現(xiàn)性能大幅度提升，作為5G-A的關(guān)鍵技術(shù)，毫米波不可或缺。相比目前使用的Sub 6GHz頻段，毫米波具有更大帶寬、更高速率、更低時(shí)延等優(yōu)勢(shì)。
比如在大帶寬方面，毫米波頻段支持400MHz~800MHz帶寬，較Sub 6GHz提升2~4倍。在大帶寬的支撐下，毫米波下行網(wǎng)絡(luò)峰值速率可達(dá)10 Gbit/s，上行網(wǎng)絡(luò)峰值速率可達(dá)7.2 Gbit/s以上，從而滿足5G-A萬(wàn)兆無(wú)線通信的高速率需求。此次亞冬會(huì)，在毫米波技術(shù)加持下，冰球館實(shí)測(cè)網(wǎng)絡(luò)峰值速率可達(dá)10Gbps以上，下載一份10G的文件包僅需10秒。
“揚(yáng)長(zhǎng)避短”用好毫米波
“毫米波的優(yōu)點(diǎn)很明顯，比如帶寬更大、精度更高，但缺點(diǎn)同樣明顯，覆蓋范圍有限，而且穿透性差、損耗大，一片樹(shù)葉都有可能導(dǎo)致信號(hào)大幅衰減，還容易受到降雨、大霧等因素影響”，上述運(yùn)營(yíng)商人士表示。
所以，在毫米波技術(shù)應(yīng)用方面應(yīng)該“揚(yáng)長(zhǎng)避短”，以確保其在最合適的場(chǎng)景中發(fā)揮最大的潛力。
水面、低空等阻擋物很少的區(qū)域，正是能讓毫米波“揚(yáng)長(zhǎng)”的舞臺(tái)�！拔覀�?cè)谒婧降郎喜渴鹆嘶?6GHz毫米波頻段的通感一體基站，對(duì)船舶等對(duì)象進(jìn)行感知，獲得船舶通過(guò)航道數(shù)據(jù)等功能，為航道管理、船舶運(yùn)行提供更先進(jìn)、更精準(zhǔn)的保障手段。當(dāng)然在大雨大霧天，效果會(huì)受到一定影響。”這位人士說(shuō)道。
在沒(méi)有阻擋物的低空?qǐng)鼍跋�，毫米波通感一體技術(shù)能更好實(shí)現(xiàn)通信與感知的深度融合，讓基站不僅具備通信能力，也具備類似雷達(dá)般的物體探測(cè)與感知功能，成為實(shí)現(xiàn)高精度探測(cè)的理想選擇，相比Sub 6 GHz，更有助于識(shí)別小型物體和精準(zhǔn)定位人及物體的路徑軌跡�！�比如在航道監(jiān)管上，試驗(yàn)結(jié)果顯示，偵測(cè)距離達(dá)到1公里以上，識(shí)別精度最高至亞米級(jí)。”上述運(yùn)營(yíng)商人士說(shuō)道。
在這次亞冬會(huì)主會(huì)場(chǎng)、冰球館等區(qū)域，運(yùn)營(yíng)商首次使用毫米波基站連片交叉布網(wǎng)，基于相應(yīng)的監(jiān)管平臺(tái)精確捕捉并監(jiān)控半徑1公里之內(nèi)的無(wú)人機(jī)飛行軌跡。
“練兵”之后走向試商用
中美兩國(guó)同在2019年開(kāi)展5G商用，但在路線選擇上，存在明顯差異。
我國(guó)一開(kāi)始就確定基于Sub 6 GHz中頻段構(gòu)建5G商用網(wǎng)絡(luò)，工信部為運(yùn)營(yíng)商分配了2.6GHz、3.5GHz、4.9GHz頻段上的帶寬資源，之后又允許運(yùn)營(yíng)商重耕800MHz、900MHz等頻段資源用于5G發(fā)展。中頻段兼顧了網(wǎng)絡(luò)容量，又有良好的覆蓋范圍，這為推動(dòng)我國(guó)5G在上半場(chǎng)的快速發(fā)展打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
美國(guó)則不同，一開(kāi)始選擇毫米波技術(shù)路線，但因?yàn)閷?duì)于技術(shù)和產(chǎn)業(yè)鏈成熟進(jìn)度過(guò)于樂(lè)觀，導(dǎo)致美國(guó)5G在初期發(fā)展緩慢。2020年底，任正非在接受采訪時(shí)就表示，美國(guó)在5G發(fā)展判斷失誤，在選擇時(shí)“押錯(cuò)寶”。之后，美國(guó)運(yùn)營(yíng)商紛紛調(diào)整方向，基于中低頻來(lái)部署5G，推動(dòng)美國(guó)5G快速發(fā)展。
雖然在5G發(fā)展初期路線差異明顯，但是Sub 6 GHz頻段和毫米波頻段并非“非此即彼”的對(duì)立關(guān)系，兩者協(xié)同才能更好發(fā)揮5G的能力。
比如在美國(guó)，中頻段5G目前已經(jīng)覆蓋了90%人口，而在一些體育館，運(yùn)營(yíng)商則采用毫米波技術(shù)，提供高速網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。
“在熱點(diǎn)區(qū)域或高價(jià)值口碑場(chǎng)景下，可以考慮引入毫米波，提供更高網(wǎng)速、更低時(shí)延，搭配中低頻通信系統(tǒng)保證接收終端的通信質(zhì)量。而在一般場(chǎng)景下，可以通過(guò)中低頻段提供服務(wù)�！鄙鲜鲞\(yùn)營(yíng)商人士介紹。
但挑戰(zhàn)依然存在，“比如，為了彌補(bǔ)毫米波容易受到阻擋、損耗高的劣勢(shì)，需要開(kāi)展相關(guān)增強(qiáng)方案的研究。而且，需要進(jìn)一步提升國(guó)內(nèi)芯片器件、高頻器件材料工藝的成熟度，提升自主掌控權(quán)�！鄙鲜鐾ㄐ判袠I(yè)組織的相關(guān)技術(shù)負(fù)責(zé)人表示。
但毫無(wú)疑問(wèn)，毫米波正在起勢(shì)。國(guó)內(nèi)運(yùn)營(yíng)商、設(shè)備廠商已大量開(kāi)展基于毫米波技術(shù)能力的驗(yàn)證和應(yīng)用試水�！�此次亞冬會(huì)毫米波上場(chǎng)應(yīng)用是明顯信號(hào)，毫米波5G有可能在明后年在部分熱點(diǎn)區(qū)域開(kāi)展試商用，在適合的人流密集區(qū)域提供網(wǎng)絡(luò)覆蓋，也更好滿足垂直行業(yè)的需求。”這位技術(shù)負(fù)責(zé)人表示。
