頻譜資源緊張一直被認為5G發展路上的“攔路虎”,而毫米波的出現無疑給了5G發展打了一針“強心劑”。
眾所周知,毫米波頻段寬、可利用資源豐富,且稍加授權就可以使用,同時采用幾百兆的大載波帶寬就能夠承載大量數據信息,能夠為5G帶來高速率,域名注冊,對5G發展大有裨益。
正因為看到毫米波的巨大利好,日前,工業和信息化部批復24.75-27.5GHz和37-42.5GHz頻段共8.25GHz頻譜資源用于我國5G技術研發試驗,試驗地點為中國信通院MTNet試驗室以及北京懷柔、順義的5G技術試驗外場。
雖然國內剛剛為5G試驗釋放毫米波頻段,但其實,設備商早已“未雨綢繆”,毫米波之戰一觸即發。
設備商“未雨綢繆”
據悉,華為、愛立信、諾基亞、中興、大唐等設備商均開展了毫米波試驗。
華為一直對高頻通信用于5G主流應用場景進行長期投資,先后與加拿大TELUS、德國電信、新加坡運營商M1合作進行了毫米波試驗。
愛立信在今年巴展全館進行了5G高頻無線覆蓋、切換、波束追蹤、5G各個場景及行業應用的實時演示。同時愛立信與IBM合作開發了僅有5號電池直徑尺寸的、能夠支持128路射頻的緊湊型硅基毫米波相控陣列集成電路。“愛立信計劃在2018年下半年提供支持28GHz和39GHz頻段的5G NR產品。”愛立信東北亞區研發主管彭俊江在接受記者專訪時表示。
諾基亞也較早開始了毫米波研發。去年6月,諾基亞貝爾實驗室中國公開宣布在28GHz毫米波頻段上成功實現了高達100bps/Hz的頻譜效率,其傳輸速率可以讓用戶在8秒內完成多部高清電影的下載,實現了顯著的容量改善及相關效率的提升。
目前,大唐移動也已經完成多輪毫米波平臺開發和優化,并在持續進行技術改進、提升毫米波基站技術平臺能力,且計劃適時推出毫米波基站。“毫米波技術能夠為5G發展注入巨大的頻率資源,并強有力推進了我國信息產業升級、5G引領的大戰略。大唐移動正不遺余力地進行毫米波技術研發,目前已經完成多輪毫米波平臺開發和優化,且計劃適時推出多形態、高性能毫米波基站。”大唐移動高級專家段滔在接受記者采訪時表示。
毫米波之戰即將打響
有了眾多設備商的“完美助攻”,毫米波大軍早已順利登陸國外5G戰場。
去年3月,日本運營商NTT DoCoMo與諾基亞在東京合作進行了使用毫米波的5G驗證。
在今年初,新加坡移動運營商M1與華為合作,在E-band的73GHz頻段上進行毫米波技術試驗,且實驗數據顯示數據傳輸速度可達到35Gbps.今年3月,日本軟銀與愛立信開始基于28GHz頻段的5G測試。
日前,美國運營商Verizon稱,與愛立信、三星合作進行的毫米波測試進展順利,已在美國8個城市進行了毫米波測試。
事實上,相對于國外運營商的高歌猛進,我國三大運營商對毫米波的進展卻十分低調。
據了解,在今年7月,中國移動宣布與羅德與施瓦茨合作完成了業界首次5G毫米波器件全面測試,此次測試基于26GHz頻段和39GHz頻段,包括功放、低噪放、變頻器等毫米波器件測試,而基于此次測試,中國移動可以開發出一整套毫米波器件評估系統,為日后良好利用毫米波奠定基礎。而中國電信也一直將5G高頻通信作為其重要研究方向,并就此專題發表多篇重要文獻。
“這是因為美國、韓國一直傾向于毫米波等高頻頻段,而國外公司相對掌握著更多高頻器件核心技術,這就導致國內會在短期內存在高頻器件成本偏高的問題。”一位不愿具名的通信專家在接受記者專訪時表示。
同時他表示,隨著國家政策的支持和國內器件廠商的崛起,國內研發毫米波的聲音會慢慢加強,國內也即將打響“毫米波之戰”。
諸多“關口”待破
然而,任何一項新技術總要突破重重“關口”,才能成熟落地。
其實,傳統意義上毫米波主要應用于軍事領域,除了國產高頻器件成熟度問題,段滔在專訪中還指出未來毫米波技術真正走向5G仍需面臨三大技術痛點。
首先是高路徑損耗問題。為了應對毫米波帶來的高頻段路徑損耗,需要建立多天線系統,需要低成本、高集成的毫米波芯片。而如何利用低成本的器件工藝保障高性能的毫米波在高頻段指標優異,成為亟待解決的首要問題。
其次,由于毫米波在高頻率上的特性、損耗等方面與我們常用的3GHz以下的低頻段區別很大,因此設計難度更大。毫米波基站想要大規模產業化必須解決集成、控制、互聯、散熱等一系列系統問題。