雖非完美 毫米波卻是達成5G愿景的關(guān)鍵

  ICC訊 智眼看5G

  “沒有一個技術(shù)只有優(yōu)點沒有缺點，毫米波也一樣。它可能不是某些應(yīng)用的最好選擇，但卻可能是其他應(yīng)用唯一的選擇。”高通中國區(qū)研發(fā)負責人徐晧在接受科技日報記者專訪時強調(diào)，“當我們說毫米波有這樣那樣缺點時，要看到它同時有非常多的優(yōu)點，關(guān)鍵要看設(shè)計人員能不能有效解決這些技術(shù)難點，也要看實際應(yīng)用中，是不是需要毫米波這些優(yōu)點，是不是能夠找到比較好的應(yīng)用場景利用好毫米波的這些優(yōu)點?！?

  “作為一家以技術(shù)見長的公司，高通希望業(yè)界能夠更多地了解毫米波的潛力和應(yīng)用?！毙鞎壨嘎?，高通將在“2021世界5G大會”上介紹5G毫米波最新的測試和研究進展。

  低頻資源有限毫米波商用提上日程

  徐晧說：“手機之所以在沒有與任何看得見摸得著的東西相連接的情況下，還可以收到信號，就是因為自然界中存在著很多我們看不到也聽不到的電磁波信號?！毙鞎壗榻B，毫米波是指波長為1毫米到10毫米的電磁波。從聲音到光之間，真實地存在著一大段我們平常感覺不到的頻譜，這段頻譜中有一段屬于毫米波。

  波動越快，頻率越高。從頻率范圍來看，毫米波是指30GHz到300GHz之間的電磁波。5G標準同時定義了Sub-6GHz（6GHz以下頻段）和毫米波的設(shè)計。也就是說，毫米波是5G的重要組成部分。

  徐晧說：“毫米波的引入帶來了技術(shù)上的巨大突破。5G以前，在3GPP的國際標準中我們從來都沒有使用過毫米波?！睆氖澜绶秶?，Sub-6頻譜資源在大部分國家都非常緊缺，包括中國。因此，大家把目光投向更高頻的頻譜。

  “通信資源，就像管道送水一樣，管道越粗，流量越大。”徐晧說，“在Sub-6頻段只能用到100—200MHz的帶寬，但毫米波頻段可以用到800MHz的帶寬。等于獲得8倍以上的速度增強。這是大家對毫米波高頻頻段感興趣的原因之一。”

  事實上，全世界很多國家和地區(qū)都在做5G毫米波的應(yīng)用規(guī)劃。我國信息通信研究院和IMT-2020（5G）推進組正在積極組織5G毫米波相關(guān)測試。

  基于技術(shù)特點釋放毫米波應(yīng)用

  今年2月世界移動通信大會期間，中國聯(lián)通、高通、中興通訊、華為、OPPO、紫金山實驗室等近40家產(chǎn)業(yè)鏈伙伴共同展示了5G毫米波賦能“冬奧”的豐富應(yīng)用。

  這是我國首次向公眾展現(xiàn)5G毫米波產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展階段性成果。2022年冬奧會也將成為我國5G毫米波首次規(guī)模部署。徐晧說：“毫米波已經(jīng)完全具備了在5G標準的基礎(chǔ)上進行演示及商用的條件。2022年冬奧會，5G毫米波的體驗將再上一個大臺階?！?

  徐晧強調(diào)，在思考毫米波可能的應(yīng)用時，首先要基于它的技術(shù)特點來考慮，“任何一個需要大帶寬、低時延的應(yīng)用，毫米波都可以被用作一種工具，對這些應(yīng)用進行支持。具體到5G，我們既有Sub-6頻段的應(yīng)用，又有毫米波頻段的應(yīng)用，因此，當我們看一個應(yīng)用時，就要考慮哪個技術(shù)更適用于這個應(yīng)用場景?！?

  但是對高通來說，不管是Sub-6還是毫米波，都是5G可以考慮的工具或技術(shù)，高通從第一代5G芯片開始就同時支持了這兩個技術(shù)。5G毫米波和中低頻互相配合、互相補充，是達成5G最初的全部愿景的關(guān)鍵所在。

  徐晧表示，如果需要更多、更廣泛的覆蓋，Sub-6頻段的頻譜是好的選擇，如果希望通過5G獲取高清或高速率體驗，毫米波就是唯一的選擇。

  技術(shù)挑戰(zhàn)能夠被克服

  “技術(shù)挑戰(zhàn)不斷出現(xiàn)的同時，我們也會用各種各樣的技術(shù)來解決這些挑戰(zhàn)。5G毫米波也是如此?！毙鞎壵f。

  頻率越高，衰減越大，在同一個基站傳輸覆蓋的范圍就越小。這是毫米波一個比較大的挑戰(zhàn)。如何解決？徐晧認為：“毫米波的一個優(yōu)勢可以解決這個劣勢。頻率越高，波長越短，天線體積也就越小。這意味著在同樣大小的設(shè)備上可以安裝更多的天線，通過使用波束成型的辦法讓波束越來越窄，聚焦到某一個方向而不是傳輸給所有方向，傳輸能力就會更強。因此，波束成型和大規(guī)模的天線運用，是解決毫米波覆蓋范圍問題的好方法。就像手電筒照出來的光是發(fā)散的，激光照射的光線則非常聚焦，傳得更直、更遠?！?

  另一個挑戰(zhàn)是，毫米波不大容易支持沒有直射徑的場景，有遮擋時它的衰減也很大。從徐晧的講解中得知，即使兩端之間的直連信號被擋住，反射波也可以提供足夠強的信號支持。在技術(shù)上這一挑戰(zhàn)能夠克服。

  在很多人看來，毫米波的移動性不是很好。

  徐晧介紹，高通已測試驗證，如果有比較好的天線設(shè)計和進行波束跟蹤，發(fā)射端發(fā)出的波束就會不停地追蹤接收用戶，就可以保持通訊。高通在美國圣迭戈的測試中，已成功實現(xiàn)了用毫米波技術(shù)控制無人機。

  “從1G到5G, 對頻譜的拓展就從未停止過。技術(shù)挑戰(zhàn)永遠都在，科學家和工程師就是來解決這些挑戰(zhàn)的。我們會通過各種各樣的技術(shù)創(chuàng)新來解決這些挑戰(zhàn)，從而推動科技不斷向前發(fā)展。”徐晧感慨道。