打破毫米波商用藩篱：产业链携手释放5G全部潜能
众所周知，频谱是无线移动通信技术发展的基础。如果从1895年俄国物理学家A.C.波波夫和意大利物理学家G.马可尼成功进行无线电通信试验算起，频谱的发展已经走过了百年。如今，5G的到来拓展了频谱使用的界限，曾经未被发掘的“沧海遗珠”毫米波开始展露价值，受到更多的关注。
5G具备更高的速度和更低的时延，能为以往移动技术难以支持的新型应用提供前所未有的支持。也正因为需要满足更加多样化的场景和极致性能挑战，5G网络因此需要高频段（毫米波（FR2））、低（6GHz以下（FR1））频段协同发展。其中，低频段一般作为5G基础频段,毫米波作为重要的补充频段。在低频段上部署5G对于运营商毫无压力，而毫米波因为其覆盖能力相对中低频段较弱,难以实现全网覆盖，传输距离短等不足在5G商用前期未能得到充分重视。
作为5G重要的参与者，高通积极联合行业伙伴克服技术挑战，实现了毫米波技术和产品的成熟。针对移动终端，高通推出多代的解决方案支持毫米波的应用，并持续推动毫米波技术演进以及应用拓展。
在日前召开的“GSMA毫米波技术深入解读研讨会”上，高通公司工程技术高级总监骆涛博士透露，目前，毫米波已经成为一项经过验证的技术，Ookla基于400MHz带宽的大量测试表明，毫米波的平均性能是6GHz以下网络的4倍。除了投资中频频段和重耕低频频段，全球120家运营商也正在投资毫米波。
把“不可能变成可能” 克服毫米波移动化挑战
不同于早已被业界熟知的6GHz以下频段，毫米波是移动通信领域久久未经开垦的蛮荒之地，但随着挖掘的深入，毫米波拥有的“宝藏”并不少。
骆涛认为，相比中低频段，毫米波独具优势。在他看来，“毫米波最大的优点是带宽资源较为丰富，运营商可以利用800MHz带宽部署网络；毫米波基站和支持毫米波的手机都能利用载波聚合或波束聚合实现数据传输，在减少干扰的同时支持密集的空间复用。同时，它具备低时延的特性，该特性能够支持一系列全新服务，这一特性对云游戏或云计算此类的应用非常重要。”
相较毫米波的优势，其应用的难度同样突出。高通认为主要有四大难点。一是覆盖范围有限且成本高昂。二是仅支持视距传输，手、身体、墙体甚至是植被、雨滴都会严重影响信号的传播。三是仅可用于固定用例。四是终端外形较大，由于毫米波的带宽更大，从本质上来讲，毫米波的带宽也更高，这就为外形尺寸较小的终端带来严峻的散热挑战。
事实上，业界清晰的看到了应用毫米波的难度，对毫米波望而止步。在毫米波频段不被看好之际，高通向外界证明了毫米波可以应用于移动通信领域。在移动通信领域深耕30多年的高通有自己的一套理念。高通认为，从愿景到发明、验证概念、标准化、试验、商用，最基础的环节就是早期研发和技术发明，这对于推动整个生态系统的建设发展至关重要。
也是在这种理念的推动下，高通证明了毫米波的移动性。针对以上四大难题。高通给出了四项解决办法。骆涛称，在5G时代，通过先进的波束成形技术，可以实现超过150米的毫米波传输。这项技术不仅通过仿真实验得到了验证，而且在外场测试中也得到了验证，意味着毫米波能够实现与现有热点和小基站的共址。同时，5G NR能够解决“视距传输和固定传输”这两大难题。5G设计中，物理层的信号能够支持快速调整和切换附近的波束，这样就能很好地利用多路径和反射。
“此外，高通已经推出了第三代面向移动化需求的QTM535毫米波天线模组,该模组在非常紧凑的尺寸中集成了天线、射频前端、收发器。如此一来，一部手机可以采用多个毫米波模组，不仅满足智能手机紧凑纤薄的设计需求，同时满足功耗需求并提供最大化的性能，打破了毫米波终端较大的刻板印象。”
“可以说，高通已经克服了毫米波在技术和商业化方面的诸多障碍，高通不仅仅提供调制解调器，还提供端到端的系统设计，在很多关键技术方面，例如毫米波，都建立了先进的原型系统，对其实际性能进行了验证。” 骆涛表示。
技术/产业准备就绪 携手全行业拥抱毫米波
随着技术和产业相继成熟，5G商用正在不断扩展，覆盖亚洲、北美、欧洲、中东及非洲、拉丁美洲、澳大利亚等国家和地区。目前，全球超过35个国家已经部署商用5G网络，超过80家运营商已经部署商用5G网络。
骆涛称，目前全球各个国家正在不断扩展5G频谱资源。未来，5G部署会扩展至更多频段，5G通用架构能够支持毫米波频谱的扩展，这样可以很好地保护运营商的投资，并很快地支持这些新的频段。
放眼全球市场，美国、日本、韩国在毫米波应用领域起步较早，也取得了可喜的商业进程。中国被认为是5G规模最大的市场，而毫米波频段的使用将会为中国带来明显的经济价值。根据GSMA发布经济预测报告显示，到2030年毫米波频段为中国带来1000亿美元以上的经济的效益。
在中国，政府已经为毫米波分配了试验频段，各个运营商均启动了相关的试验。不仅是运营商，设备厂商、芯片厂商、模组厂商、终端厂商等产业链各环节都在积极推动毫米波商用。在生态合力之下，中国毫米波商用指日可待。
当然，这少不了高通的支持，高通通过其领先的产品及技术，积极加速毫米波在中国的落地。一直和高通有着深厚合作的中国移动认为，其将会在2022年具备毫米波规模商用能力。
与此同时，毫米波相关技术也在持续向前发展。据骆涛介绍，在今年6月，3GPP完成了Rel-16的冻结并开始启动Rel-17的研究。在已完成的Rel-16项目中，引入了很多支持毫米波的5G NR增强特性，例如集成接入及回传（IAB）。在Rel-17及未来版本项目中将引入更多支持毫米波的5G NR增强特性，例如优化IAB支持分布式部署，这项增强特性能够帮助引入全双工运行和移动中继（例如汽车），以提升容量、覆盖和服务质量；Rel-17及未来版本还将引入优化的网络覆盖和波束管理，减少系统开销、增强性能、提高网络覆盖。
“4G改变生活，5G改变社会”，随着产业探索毫米波全新机遇的脚步向前迈进，毫米波商用带来的全新能力和效率，将会使更多新应用和场景受益，让5G真正地改变社会。
