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低频段太挤!毫米波破解5G大难题
2018-08-21 10:02:55 来源: 人民邮电报
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  标准落地,商用冲刺。然而,在5G一路狂奔的道路上,频谱资源短缺成了一大拦路的难题。

  相较于以往任何一代通信系统,5G需要满足更加多样化的场景和极致性能挑战,那么就需对支持5G新标准的候选频段进行全频段布局,然而,低频段已经异常拥挤,且大多涉及与其他系统干扰保护。在全球大多数地区,目前最直接的方式是利用频率较高的频段,包括6GHz以下的3GHz左右频段及24GHz以上毫米波频段,与低频相比,这些频段拥有更多可用带宽。

  在寻找新的频谱资源的过程中,我国也面临着前所未有的频谱资源短缺困境。4G之前就已经逐渐消耗了低频段中的优质频率,于是我国率先为5G划分了低频频段,依照规划,我国对5G频段资源主要集中在3.5GHz和4.8GHz频段。而之前备受关注,却一直停留在征求建议阶段的毫米波也有望取得进展。

  在不久前结束的5G和未来网络战略研讨会上,工信部通信发展司副司长陈立东要求,加强移动通信空口技术演进、毫米波等新技术领域的研究。未来移动通信技术和标准发展推进委员会专门设立的5G微波毫米波技术特别工作组,发布了5G毫米波频谱规划建议白皮书,呼吁我国迫切需要明确5G在毫米波频谱布局并尽早确立可用频段,应尽早规划24.75~27.5GHz以及37~42.5GHz,给产业明确指导方向,建议2018年年底完成频率规划,支撑2019年毫米波预商用试验以及2020年毫米波大规模商业部署。

  其实,在我国,毫米波技术也并不是一项此前从未涉及的技术。对此,对上述白皮书有着重要内容贡献的美国高通公司有着深刻的体验。该公司中国区研发负责人徐表示,通过与众多中国厂商、合作伙伴的交流发现,中国在毫米波技术上的积累并不薄弱,许多研究机构和大学都有相关的研究积累,在基站技术中也有一定程度的应用。“实际上毫米波技术已在很多领域得以应用了,而我们现在需要推动此技术走向更为广泛的商业应用。”记者了解到,在技术支持层面,包括多天线技术、宽带的自动处理能力等,我国已经有了一定的技术储备作为毫米波技术的基础,可能先利用6GHz以下频段技术。目前,很多中国运营商和厂商在积极推动毫米波技术在这一频段的应用。

  放眼全球,对毫米波进行规划已是大势所趋。目前,在6GHz以下频段,我们看到3GHz左右的频段在全球都获得关注。全球许多国家正在划分或计划划分24GHz以上的毫米波频段。2016年7月,美国将多达11GHz的毫米波频谱划分为5G频段。包括欧洲、韩国、日本、澳大利亚和加拿大在内的其他地区也正在划分用于5G的毫米波频谱。在某些情况下,其中一部分的毫米波频谱可能会被划分为共享或非授权频谱——而不是授权频谱,这在特定情况下可能是必需的。

  “毫无疑问,毫米波频谱在中国和全球范围内对于5G都至关重要。毫米波频段可提供极致带宽,因此其对于满足更好、更快的增强型移动宽带需求至关重要,同时与目前中国和世界其他地区的千兆级LTE服务相比,毫米波频段可为5G提供显著的差异化。”徐这样认为。

  这种重要性在一系列测试中的对比数据上可见一斑。对此,高通进行了一系列5G真实网络模拟实验。在美国旧金山的实验中进行了5G网络模拟实验,通过现有的LTE的基站辅以毫米波容量,实现了5倍的网络容量增益,同时,在4G达到100%覆盖的情况下,将毫米波加入现有的4G基站,可以实现5G网络65%的覆盖率。在法兰克福的另一组实验则是在6GHz以下频谱上进行的4G转换为5G的模拟实验,就下载速率而言,从4G用户均值的56Mbps提升至5G用户均值的超过490Mbps,实现了8.8倍的增益,从小区边缘突发数据而言,可以达到9.2倍的增益。

  得益于试验的成果,目前,高通已经开发并展示利用6GHz以下和毫米波这两个频段范围的试验平台,并推出可支持在6GHz以下和毫米波频段运行的5G新空口的调制解调器骁龙X50。

  对于毫米波的挑战,徐也坦言:“使用毫米波频段传输更容易造成路径受阻与信号衰减,因此,毫米波信号传输的高效性和鲁棒性是我们的研发重点之一,另外,对于如何使毫米波技术更好地适应终端的尺寸和功耗也是高通的技术研究方向。”(那什)

  

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【纠错】 责任编辑: 冉晓宁
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