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5G標準討論之初，就有一個宏大的愿景，希望5G變革全球經濟。HIS報告預測，到2035年，5G將為全球創造13.2萬億美元的經濟產出和2230萬個工作崗位，為汽車、制造、健康醫療、教育、娛樂等眾多行業帶來積極變革。
在這一宏大的愿景之下，5G部署的速度和規模都遠超過4G。4G元年，全球只有4家運營商部署網絡，3家終端廠商發布產品；而5G元年全球有超30家運營商部署網絡，超40家終端廠商發布產品。另據GSA《全球5G網絡及終端發展狀態報告》顯示，截止2020年6月，全球已有超過35個國家和超過80家移動運營商部署商用5G網絡，預計到2020年年底，5G手機出貨量將達到2億部。
不過，5G行業發展還面臨許多難題，5G潛力還未全部釋放。中國移動終端公司技術部副總經理崔芳曾表示，5G行業發展的瓶頸主要集中在三個方面，終端不成熟、規模小和成本高。另外，未被完全開發的5G頻段，也是制約5G發展的因素之一。
充分釋放5G潛能，毫米波至關重要
5G部署的頻段分為Sub-6GHz和毫米波，前者的優勢在于網絡覆蓋范圍、容量和性能之間的平衡，后者則能提供數千兆級數據速率、更大容量和更低時延，對充分釋放 5G性能、容量、吞吐量的全部潛能至關重要。
不過，經歷2G、3G、4G的發展，加上其他因素，6GHz以下的頻譜已經非常稀缺。在4G時代，各個運營商分配到的頻譜資源不連續且不到100MHz，而高頻段的毫米波的帶寬比當前3G、4G使用的帶寬多25倍，可以為運營商提供800MHz帶寬部署網絡，成為釋放5G潛能的關鍵所在。全球不同地區將會部署24GHz、28GHz、39GHz、47GHz頻段的毫米波5G網絡。
Ookla最新數據分析顯示，在6HGz頻段以下的現網測試中，搭載驍龍調制解調器及射頻系統的終端的平均5G下載速率比4G LTE速率快5倍。而5G毫米波與6GHz以下頻段相比，實測下載速度快4倍，平均速率高達900Mbps，峰值速率超過2Gbps。這就意味著，無論是支持4K、8K的多媒體內容直播，還是推動運營商提供無線流量套餐，都將在具有高容量、高速率的5G毫米波下發力。
此外，5G毫米波還具有低時延的特性，這將支持云游戲、云計算等需要多感官協調的交互類服務，也將滿足工業互聯網應用的極高需求。
在昨日的GSMA毫米波技術深入解讀研討會上，中國聯通研究員無線技術研究副主任李福昌表示，毫米波應用場景眾多，主要包括體育館、廣場等場景的熱點覆蓋、園區智慧專網和固定無線寬帶接入。愛立信高級標準化經理王衛在談及毫米波的部署場景時，也表示毫米波可應用到熱點區域覆蓋、固定無線接入和大視頻傳輸場景。
高通公司工程技術高級總監駱濤在此次研討會上說：“目前毫米波主要面向室外部署，能夠顯著提升當下的移動體驗。毫米波部署的初期側重于智能手機，部署主要由運營商驅動，且初期部署側重于城市人口密集區域，例如部署在芝加哥、紐約、圣迭亞哥或者舊金山等地區。面向室內部署，毫米波能夠與Wi-Fi提供的現有無線服務互補，同時擴展至全新的終端類型，帶來卓越速度和無限容量的同時支持增強體驗。所有這些為移動生態系統創造價值，包括運營商、服務提供商、場館所有者、設備廠商和終端廠商。”
但要利用毫米波技術充分釋放5G潛能還需一些突破性的技術。
突破產業化瓶頸，高通持續發力
由于毫米波的衍射和繞射能力差，在復雜環境下傳播覆蓋范圍小，自由空間傳播損耗大，易受雨衰、樹衰和霧霾天氣等影響，毫米波的商用部署還面臨眾多挑戰。
不過，學術界和業界都在積極探索解決毫米波技術挑戰的方案，高通就給出了經過仿真實驗驗證的解決方案。
針對毫米波覆蓋范圍有限且成本昂貴的問題，高通借助共址實現顯著覆蓋。駱濤說：“在5G時代，通過先進的波束成形技術，我們能夠實現超過150米的毫米波傳輸。這項技術不僅通過仿真實驗得到了驗證，而且在外場測試中也得到了驗證，意味著毫米波能夠實現與現有熱點和小基站的共址。同樣，如果有相關基礎設施設備，也可以實現與Wi-Fi共址。”
同時，駱濤指出，只能實現視距傳輸和固定傳輸是對毫米波的誤解，5G NR能為其提供解決方案。在5G的設計中，高通有物理層信號能夠支持快速調整和切換附近的波束，從而高效利用多路徑和反射。“如果一個傳輸路徑被手部或身體其它部位遮擋，通過激活手機上的另一個模塊就可以快速找到一條新的傳輸路徑。我們還將這種轉換從基站內擴展到不同基站之間，這意味著毫米波傳輸在不同基站之間的切換也能夠快速實現。”這一解決方案能夠支持信道的快速切換。
另外，由于毫米波的帶寬更大，從本質而言其能耗更高，這為外形尺寸較小的終端帶來嚴峻的散熱挑戰。為此，高通經推出了集成天線、射頻前段和收發器的毫米波模組。駱濤表示，一部手機可以采用多個這樣的毫米波模組，不僅滿足智能手機緊湊纖薄的設計需求，同時滿足功耗需求并提供最大化的性能。
雷鋒網了解到，今年2月，高通在美國圣迭戈市進行了先進的5G毫米波OTA外場測試的場景，驗證了毫米波調制解調器在人流量大且有人群阻擋的情況下和毫米波終端在不斷移動的極具挑戰的環境下仍然能保持高速網絡連接。
同時，高通也在推進對Rel-16及未來版本新功能的系統仿真。
業經驗證的移動毫米波，開啟5G新篇章
今年6月，Rel-16剛剛完成凍結。通過Rel-16將5G擴展至垂直行業。其中很關鍵的是，Rel-16引入了許多支持毫米波的5G NR增強特性，包括集成接入及回傳（IAB）、增強型波束管理、節電特性、雙連接優化及定位等。集成接入及回傳（IAB）技術支持小基站靈活部署，在接入和回傳中重用頻譜和設備，能夠節省開支。
雷鋒網了解到，最開始部署5G時，用戶數量少，為了滿足毫米波對小基站的需求，可以將光纖接入到基站站點，但當用戶增加之后，將所有光纖都鋪設到基站實現難度大且成本過高，二用IAB連接光纖，用無線作為回傳，則能節省成本。
此外， IAB的動態拓撲結構可以靈活進行接入和回傳資源的重新分配，并在不同的gNodeB上支持不同的接入回傳分割，滿足動態需求。
高通也通過部署IAB擴展了毫米波的覆蓋。今年2月，高通在法蘭克福中心一平方公里的范圍內部署了7個gNodeB、400個毫米波終端和28個IAB節點，驗證了部署IAB節點之后，毫米波覆蓋范圍明顯增加，同時網絡吞吐量也得到提升。
毫米波雖然在過去被認為是“脆弱”的，但從高通的實踐看來，毫米波應用于移動通信切實可行。駱濤表示，在未來，高通將致力于將毫米波擴展至室內、公共網絡和企業專網，部署對數據速率和容量要求較高和人流密集的區域。Rel-17也賦予毫米波更多期待。
同時，在工信部的統一指導下，國內三家運營商也助力5G毫米波的發展。李福昌表示，中國聯通將通過開展冬奧會場景毫米波試點試驗，帶動國內產業鏈加速發展。
中國移動研究院無線技術研究所副所長李男表示，預計在2022年實現毫米波商用，希望同產業界展開合作，繼續驗證毫米波的可用性。
目前，全球已有120家運營商在積極投資毫米波。或許我們還是無法想象5G會給這個世界帶來何種顛覆性的變革，但我們可以看到，工業物聯網、智慧城市、智能駕駛、醫療健康等領域的藍圖都隨著5G技術的發展變得更加清晰。
毫無疑問，毫米波的大規模商用正是釋放5G全部潛力的關鍵。
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