全球5G網(wǎng)絡(luò)頻段主要分為Sub-6GHz頻段和毫米波（mmWave）頻段。5G毫米波網(wǎng)絡(luò)與Sub-6GHz網(wǎng)絡(luò)并不是“二者只能選其一”的對(duì)立關(guān)系，而是“魚(yú)和熊掌可以得兼”的互補(bǔ)關(guān)系，各國(guó)選擇先走何種技術(shù)路線，更多是基于自身的國(guó)情來(lái)考慮。而中國(guó)在5G Sub-6GHz網(wǎng)絡(luò)建設(shè)成熟之后，對(duì)于5G毫米波網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)也已經(jīng)被提上了日程。

2020年3月，工信部就發(fā)布了“關(guān)于推動(dòng)5G加快發(fā)展的通知”，通知明確提到“適時(shí)發(fā)布部分5G毫米波頻段頻率使用規(guī)劃，組織開(kāi)展毫米波設(shè)備和性能測(cè)試，為5G毫米波技術(shù)商用做好儲(chǔ)備”。2021年4月30日，工信部又發(fā)布了《5G應(yīng)用“揚(yáng)帆”行動(dòng)計(jì)劃（2021-2023年）》征求意見(jiàn)稿（以下簡(jiǎn)稱“意見(jiàn)稿”），該意見(jiàn)稿提出，到2023年，我國(guó)5G個(gè)人用戶普及率將超40%，用戶數(shù)超過(guò)5.6億。同時(shí)，意見(jiàn)稿提出，將“適時(shí)發(fā)布5G毫米波頻率規(guī)劃，探索5G毫米波頻率使用許可實(shí)行招標(biāo)制度”。這也意味著繼5G Sub-6GHz網(wǎng)絡(luò)在國(guó)內(nèi)全面鋪開(kāi)之后，5G毫米波在國(guó)內(nèi)的建設(shè)也即將起航。此外，工信部總工程師田玉龍?jiān)?月國(guó)新辦新聞發(fā)布會(huì)上在談到推動(dòng)信息通信業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的時(shí)候強(qiáng)調(diào)，“將有序推進(jìn)5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，加快6G的布局”。

5G毫米波與Sub-6GHz是互補(bǔ)關(guān)系

毫米波是指波長(zhǎng)為1mm至10mm，頻率為30GHz至300GHz的電磁波。而在移動(dòng)通信領(lǐng)域，通常將24GHz-100GHz的電磁波稱為毫米波。

2019年國(guó)際電信聯(lián)盟（ITU）的世界無(wú)線電通信大會(huì)（WRC-19）已確定24GHz至86GHz之間的毫米波頻段將用于國(guó)際移動(dòng)通信（IMT），其中24.25-27.5GHz、37-43.5GHz和66-71GHz頻段為全球融合一致的IMT頻段。

相對(duì)于Sub-6GHz（6GHz以下頻段）的5G系統(tǒng)，5G毫米波通信擁有從24GHz到100GHz范圍的超大帶寬，使得其具有更高速率、更低時(shí)延和靈活彈性空口配置等獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，可以有效滿足未來(lái)無(wú)線通信對(duì)于系統(tǒng)容量、傳輸速率和差異化應(yīng)用等需求。

比如在傳輸速率上，Ookla基于其旗下Speedtest應(yīng)用的大量實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的[敏感詞]分析顯示，5G毫米波頻段可達(dá)Sub-6GHz頻段的16倍。

其次，5G采用子載波和時(shí)隙兩個(gè)維度一起來(lái)傳輸數(shù)據(jù)，毫米波具有高帶寬的特點(diǎn)，子載波間隔大，對(duì)應(yīng)時(shí)隙較小，這也使得5G毫米波時(shí)延僅為Sub-6GHz頻段的25%左右；同樣由于毫米波擁有更大的可利用帶寬、更高的傳輸速率，這也使得其能夠提供更大的容量以滿足更廣泛的終端接入。

此外，5G毫米波的更高下行速率，可以在減少干擾的同時(shí)支持密集的空間復(fù)用，能夠更好的解決同一區(qū)域同一時(shí)間大量用戶上網(wǎng)的擁堵問(wèn)題，特別適合是在車(chē)站、機(jī)場(chǎng)、體育場(chǎng)館等人口密集的場(chǎng)景應(yīng)用。

在相關(guān)行業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域，如超高清視頻直播、安防監(jiān)控、遠(yuǎn)程醫(yī)療以及部分工業(yè)應(yīng)用等對(duì)上傳速率及低時(shí)延存在較高要求的場(chǎng)景下，5G毫米波大上行、更低時(shí)延的特性則可以更好的滿足這些需求。

特別需要指出的是，5G毫米波網(wǎng)絡(luò)可以實(shí)現(xiàn)自回傳，無(wú)需借助于光纖網(wǎng)絡(luò)與核心網(wǎng)的連接。基于Sub-6GHz的5G網(wǎng)絡(luò)，依然是需要依賴于傳統(tǒng)的光纖回傳方案，即每個(gè)5G基站與核心網(wǎng)之間都需要通過(guò)光纖連接，而這也增加了部署成本。5G毫米波IAB (Integrated Access and Backhaul，集成接入和回傳)技術(shù)，可以支持5G毫米波基站借助其他5G毫米波基站作為中繼節(jié)點(diǎn)，通過(guò)多跳功能，最終以無(wú)線傳輸?shù)男问交貍鞯胶诵木W(wǎng)，這將極大節(jié)省部署成本。而這也使得5G毫米波基站能夠支持更具成本效益的密集部署。

此外，毫米波技術(shù)還可被應(yīng)用于 5G 車(chē)聯(lián)網(wǎng) (V2X)，提供遠(yuǎn)超 GPS 和 LTE 精度的定位服務(wù)（精度可達(dá)亞米級(jí)）。

中國(guó)聯(lián)通科技創(chuàng)新部總經(jīng)理馬紅兵介紹：“5G毫米波通過(guò)與MEC、AI技術(shù)結(jié)合，毫米波可以為目標(biāo)客戶提供定制化專網(wǎng)服務(wù)，可廣泛應(yīng)用于智慧廠區(qū)、智慧園區(qū)和智慧碼頭等場(chǎng)景。”

雖然毫米波相比Sub-6GHz頻段在速度和時(shí)延等方面更具優(yōu)勢(shì)，但也有其局限性，比如信號(hào)易衰減，穿透力差，易受阻擋；雖然目前已有波束成形、波束追蹤等技術(shù)可以很好地解決這些問(wèn)題。但是Sub-6GHz頻段在覆蓋范圍和部署成本上，還是具有更大的優(yōu)勢(shì)。

總而言之，5G毫米波網(wǎng)絡(luò)與Sub-6GHz網(wǎng)絡(luò)部署并不是相互競(jìng)爭(zhēng)和替代的關(guān)系，而是相互補(bǔ)充的關(guān)系。利用Sub-6GHz實(shí)現(xiàn)5G的廣覆蓋，利用毫米波系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)室內(nèi)場(chǎng)館（體育賽事、演唱會(huì)、大型會(huì)議）、交通樞紐（地鐵站、高鐵站）及辦公區(qū)域覆蓋，以及室外熱點(diǎn)覆蓋、無(wú)線寬帶接入等。毫米波與Sub-6GHz協(xié)同部署，可以實(shí)現(xiàn)大容量和廣覆蓋的有機(jī)結(jié)合。

中國(guó)5G毫米波部署前期準(zhǔn)備早已開(kāi)始，進(jìn)展順利

如果說(shuō)Sub-6GHz網(wǎng)絡(luò)解決了5G的覆蓋問(wèn)題，那么5G毫米波網(wǎng)絡(luò)則更能夠最大限度地發(fā)揮出5G的優(yōu)勢(shì)，從而釋放更大的價(jià)值。

高通中國(guó)區(qū)董事長(zhǎng)孟樸也表示：“要想達(dá)到5G最初的設(shè)計(jì)目標(biāo)，需要利用所有的頻譜資源。Sub-6GHz的中低頻段能夠?qū)崿F(xiàn)覆蓋范圍、容量和性能的平衡，而24GHz以上的高頻毫米波，則可支持[敏感詞]的5G性能和容量，為眾多場(chǎng)景和行業(yè)帶來(lái)下一代無(wú)線連接體驗(yàn)，為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等垂直領(lǐng)域帶來(lái)超可靠低時(shí)延的移動(dòng)通信。”

根據(jù)去年9月GSMA發(fā)布的《5G毫米波技術(shù)白皮書(shū)》預(yù)測(cè)，到2035年之前，5G毫米波將對(duì)全球GDP做出5650億美元的貢獻(xiàn)。其中，在2034年之前，在中國(guó)使用5G毫米波頻段所直接帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)受益將達(dá)到約1040億美元。

目前美國(guó)、日本、歐洲和東南亞均開(kāi)展了5G毫米波部署。而根據(jù)GSA今年3月公布的數(shù)據(jù)顯示，目前全球已有超過(guò)150家運(yùn)營(yíng)商正在投資5G毫米波技術(shù)。

根據(jù)中國(guó)IMT-2020（5G）推進(jìn)組的5G毫米波測(cè)試規(guī)劃，2019年已經(jīng)開(kāi)始了對(duì)毫米波進(jìn)行測(cè)試，驗(yàn)證5G毫米波關(guān)鍵技術(shù)和系統(tǒng)特性；2020年開(kāi)始，進(jìn)一步驗(yàn)證毫米波基站和終端的功能、性能和互操作，開(kāi)展高低頻協(xié)同組網(wǎng)驗(yàn)證；與此同時(shí)，中國(guó)IMT-2020（5G）推進(jìn)組還適時(shí)開(kāi)展了典型場(chǎng)景驗(yàn)證。

2019年10月，在IMT-2020（5G）推進(jìn)組的組織下，中興和高通實(shí)現(xiàn)了中國(guó)[敏感詞]基于智能手機(jī)的5G毫米波互操作性測(cè)試（IoDT）。在2020年7月初發(fā)布的3GPP Rel-16版本中明確了全新的毫米波MIMO OTA測(cè)試方法的兩個(gè)月后，9月底，在IMT-2020（5G）推進(jìn)組的組織下，高通在信通院MTNet實(shí)驗(yàn)室，率先完成基于3GPP Rel-16 MIMO OTA測(cè)試方法的毫米波性能測(cè)試。至此，高通也成為在中國(guó)首家參與并通過(guò)全部十項(xiàng)26GHz 5G毫米波射頻測(cè)試的芯片廠商。

在毫米波測(cè)試工作有序推進(jìn)的同時(shí)，芯片產(chǎn)品的特性也面向中國(guó)毫米波部署需求不斷優(yōu)化。2021年5月19日，高通宣布專門(mén)針對(duì)其2月發(fā)布的全球[敏感詞]10Gbps 5G調(diào)制解調(diào)器及射頻系統(tǒng)——驍龍X65，推出升級(jí)特性和功能：支持毫米波200MHz帶寬、毫米波SA模式，從而滿足中國(guó)毫米波網(wǎng)絡(luò)部署所需的關(guān)鍵需求。

針對(duì)毫米波將大展身手的行業(yè)應(yīng)用場(chǎng)景，中國(guó)毫米波產(chǎn)業(yè)上下游廠商正在發(fā)力。2021年5月21日，在IMT-2020（5G）推進(jìn)組和中國(guó)聯(lián)通的技術(shù)指導(dǎo)下，中興、中國(guó)聯(lián)通、高通與TVU Networks在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下成功在26GHz(n258) 頻段上完成全球首次基于大上行幀結(jié)構(gòu)的5G毫米波8K視頻回傳業(yè)務(wù)演示。

在本次演示中，中興提供了5G毫米波基站，TVU Networks的5G多網(wǎng)聚合路由器通過(guò)搭載高通驍龍 X55 5G調(diào)制解調(diào)器及射頻系統(tǒng)和高通QTM527毫米波天線模組的CPE形態(tài)的測(cè)試終端提供的5G毫米波連接，將實(shí)時(shí)采集的8K視頻內(nèi)容通過(guò)5G毫米波上行鏈路實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的回傳，并最終在接收端成功接收進(jìn)行回放。

根據(jù)IMT-2020（5G）推進(jìn)組的5G毫米波測(cè)試計(jì)劃，2021年將推動(dòng)毫米波大上行幀結(jié)構(gòu)，支持差異化應(yīng)用場(chǎng)景。超高清視頻尤其是8K視頻的實(shí)時(shí)回傳，對(duì)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的上行鏈路帶寬有非常高的要求。此次演示所采用的DSUUU幀結(jié)構(gòu)，通過(guò)為上行鏈路分配更多時(shí)隙，將現(xiàn)有毫米波技術(shù)的上行鏈路峰值速率提高到了3倍。演示驗(yàn)證了5G毫米波的超級(jí)上行能力，對(duì)于滿足未來(lái)眾多5G行業(yè)應(yīng)用的上行大帶寬需求具有重要意義。

值得一提的是，在2021年MWC上海展期間，由中國(guó)聯(lián)通和GSMA主辦、高通支持的5G毫米波展區(qū)，全面展示了由39家業(yè)界領(lǐng)先企業(yè)支持的5G毫米波應(yīng)用及終端，展出的多廠商5G毫米波終端覆蓋模組、手機(jī)、CPE、PC、AR（增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)）和XR（擴(kuò)展現(xiàn)實(shí)）設(shè)備、直播背包、機(jī)器人等豐富品類(lèi)。

其中展出的5G毫米波支持的多樣化應(yīng)用場(chǎng)景包括：運(yùn)動(dòng)員競(jìng)技體驗(yàn)、5G混合現(xiàn)實(shí)智慧雪場(chǎng)、8K視頻傳輸、5G全視角賽事服務(wù)和自由視角賽事直播、5G毫米波全景體驗(yàn)等。基于毫米波的5G多視角賽場(chǎng)直播方案，直接取景張家口國(guó)際越野滑雪中心外場(chǎng)，將無(wú)人機(jī)、頭戴攝像機(jī)、專業(yè)攝影相機(jī)通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)與基站通信，多角度實(shí)時(shí)回傳運(yùn)動(dòng)員在國(guó)家越野滑雪中心賽場(chǎng)上的颯爽英姿，實(shí)現(xiàn)多角度賽場(chǎng)直播，為實(shí)際觀賽者提供多樣化的觀賽體驗(yàn)。目前中國(guó)聯(lián)通是2022年北京冬奧會(huì)唯一官方通信服務(wù)合作伙伴。5G毫米波相關(guān)終端及應(yīng)用的成熟，有助于在2022年北京冬奧會(huì)利用毫米波技術(shù)提供更好的5G服務(wù)。

5G毫米波技術(shù)仍在持續(xù)演進(jìn)，或成6G重要組成

目前毫米波技術(shù)仍在持續(xù)演進(jìn)當(dāng)中。比如前面提到的集成接入及回傳（IAB）技術(shù)；還有可支持[敏感詞]終端定位的寬帶定位技術(shù)；擴(kuò)展頻譜支持：支持52.6GHz以上頻段及面向許可輔助和獨(dú)立運(yùn)行的免許可頻譜；增強(qiáng)型波束管理：通過(guò)全波束優(yōu)化和多天線面板波束支持，改善時(shí)延、穩(wěn)健性和性能；雙連接優(yōu)化：降低終端初始接入時(shí)延，并在連接多個(gè)節(jié)點(diǎn)時(shí)改善覆蓋；節(jié)電特性：通過(guò)最大化終端休眠期，以改善功耗井支持更快的鏈路反饋。

而通過(guò)對(duì)于5G毫米波相關(guān)技術(shù)的持續(xù)演進(jìn)，將可帶來(lái)功能、效率、頻譜和部署方面的全新機(jī)遇。此外，5G毫米波技術(shù)也有望成為下一代的6G技術(shù)的重要組成。

根據(jù)去年三星發(fā)布的6G白皮書(shū)《下一代超連接體驗(yàn)》，6G峰值速率將達(dá)到1000Gbps，延遲低至100us。最早可能在2028年完成并實(shí)現(xiàn)商業(yè)化，而大規(guī)模商業(yè)化則可能在2030年左右實(shí)現(xiàn)。對(duì)于這幾個(gè)關(guān)鍵指標(biāo)和時(shí)間節(jié)點(diǎn)，其他通信廠商的看法也是基本一致的。

三星還提出了6G標(biāo)準(zhǔn)可能用到的候選技術(shù)，比如THz太赫茲頻段，增強(qiáng)高頻信號(hào)覆蓋的新型天線技術(shù)，先進(jìn)的雙工技術(shù)，發(fā)展網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洹㈩l譜共享以提高網(wǎng)絡(luò)利用率、提升AI的應(yīng)用等。

而紫光展銳發(fā)布的《6G：無(wú)界，有AI》白皮書(shū)中則認(rèn)為，6G核心技術(shù)將呈現(xiàn)多元化，太赫茲通信、可見(jiàn)光通信、先進(jìn)調(diào)制解碼、星地協(xié)同傳輸或?qū)⒊蔀?G核心技術(shù)。

而高通則強(qiáng)調(diào)了相關(guān)技術(shù)的創(chuàng)新，比如AI/ML數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)型設(shè)計(jì)、全雙工、更高頻段的毫米波、增強(qiáng)定位、太赫茲頻段、智能界面、綠色網(wǎng)絡(luò)、射頻傳感、全新拓?fù)洹敏感詞]解耦、云端神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)搜索、超安全通信、全新共享范式等。

可以看到，不少?gòu)S商都認(rèn)為太赫茲通信技術(shù)將是6G通信的關(guān)鍵技術(shù)之一。太赫茲頻段通常是指300GHz～10000GHz頻段，而300GHz左右的電磁波也可以看做的是更高頻段的毫米波。也只有掌握了毫米波通信技術(shù)，才能夠有機(jī)會(huì)在太赫茲通信技術(shù)上突破。

2020年中，華為中國(guó)運(yùn)營(yíng)商業(yè)務(wù)部副總裁楊濤也曾公開(kāi)透露，華為已經(jīng)在參與6G相關(guān)預(yù)研工作，已預(yù)研的6G是以用毫米波段為主，正處于場(chǎng)景挖掘和技術(shù)尋找階段。

值得一提的是，在2019年底之時(shí)，日本 NTT 集團(tuán)旗下設(shè)備技術(shù)實(shí)驗(yàn)室就有研發(fā)了磷化銦(InP)化合物半導(dǎo)體制造的 6G 超高速芯片，并在300GHz頻段進(jìn)行了高速無(wú)線傳輸實(shí)驗(yàn)，當(dāng)采用16QAM 調(diào)制時(shí)可達(dá)到高達(dá)100Gbps的無(wú)線傳輸速率。如果使用 MIMO 和 OAM 等空間復(fù)用技術(shù)組合，有望實(shí)現(xiàn)超過(guò)400Gpbs大容量無(wú)線傳輸，這已經(jīng)接近了6G峰值速率要求。

另外，6G要實(shí)現(xiàn)空天地海的一體化高速通信網(wǎng)，毫米波頻段也將是星間鏈路、衛(wèi)星向下覆蓋的用戶鏈路、衛(wèi)星到地面站的饋電鏈路的[敏感詞]。

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