频谱资源紧张一直被认为5G发展路上的“拦路虎”,而毫米波的出现无疑给了5G发展打了一针“强心剂”。

众所周知,毫米波频段宽、可利用资源丰富,且稍加授权就可以使用,同时采用几百兆的大载波带宽就能够承载大量数据信息,能够为5G带来高速率,对5G发展大有裨益。

正因为看到毫米波的巨大利好,日前,工业和信息化部批复24.75-27.5GHz和37-42.5GHz频段共8.25GHz频谱资源用于我国5G技术研发试验,试验地点为中国信通院MTNet试验室以及北京怀柔、顺义的5G技术试验外场。

虽然国内刚刚为5G试验释放毫米波频段,但其实,设备商早已“未雨绸缪”,毫米波之战一触即发。

设备商“未雨绸缪”

据悉,华为、爱立信、诺基亚、中兴、大唐等设备商均开展了毫米波试验。

华为一直对高频通信用于5G主流应用场景进行长期投资,先后与加拿大TELUS、德国电信、新加坡运营商M1合作进行了毫米波试验。

爱立信在今年巴展全馆进行了5G高频无线覆盖、切换、波束追踪、5G各个场景及行业应用的实时演示。同时爱立信与IBM合作开发了仅有5号电池直径尺寸的、能够支持128路射频的紧凑型硅基毫米波相控阵列集成电路。“爱立信计划在2018年下半年提供支持28GHz和39GHz频段的5G NR产品。”爱立信东北亚区研发主管彭俊江在接受记者专访时表示。

诺基亚也较早开始了毫米波研发。去年6月,诺基亚贝尔实验室中国公开宣布在28GHz毫米波频段上成功实现了高达100bps/Hz的频谱效率,其传输速率可以让用户在8秒内完成多部高清电影的下载,实现了显著的容量改善及相关效率的提升。

目前,大唐移动也已经完成多轮毫米波平台开发和优化,并在持续进行技术改进、提升毫米波基站技术平台能力,且计划适时推出毫米波基站。“毫米波技术能够为5G发展注入巨大的频率资源,并强有力推进了我国信息产业升级、5G引领的大战略。大唐移动正不遗余力地进行毫米波技术研发,目前已经完成多轮毫米波平台开发和优化,且计划适时推出多形态、高性能毫米波基站。”大唐移动高级专家段滔在接受记者采访时表示。

毫米波之战即将打响

有了众多设备商的“完美助攻”,毫米波大军早已顺利登陆国外5G战场。

去年3月,日本运营商NTT DoCoMo与诺基亚在东京合作进行了使用毫米波的5G验证。

在今年初,新加坡移动运营商M1与华为合作,在E-band的73GHz频段上进行毫米波技术试验,且实验数据显示数据传输速度可达到35Gbps.今年3月,日本软银与爱立信开始基于28GHz频段的5G测试。

日前,美国运营商Verizon称,与爱立信、三星合作进行的毫米波测试进展顺利,已在美国8个城市进行了毫米波测试。

事实上,相对于国外运营商的高歌猛进,我国三大运营商对毫米波的进展却十分低调。

据了解,在今年7月,中国移动宣布与罗德与施瓦茨合作完成了业界首次5G毫米波器件全面测试,此次测试基于26GHz频段和39GHz频段,包括功放、低噪放、变频器等毫米波器件测试,而基于此次测试,中国移动可以开发出一整套毫米波器件评估系统,为日后良好利用毫米波奠定基础。而中国电信也一直将5G高频通信作为其重要研究方向,并就此专题发表多篇重要文献。

“这是因为美国、韩国一直倾向于毫米波等高频频段,而国外公司相对掌握着更多高频器件核心技术,这就导致国内会在短期内存在高频器件成本偏高的问题。”一位不愿具名的通信专家在接受记者专访时表示。

同时他表示,随着国家政策的支持和国内器件厂商的崛起,国内研发毫米波的声音会慢慢加强,国内也即将打响“毫米波之战”。

诸多“关口”待破

然而,任何一项新技术总要突破重重“关口”,才能成熟落地。

其实,传统意义上毫米波主要应用于军事领域,除了国产高频器件成熟度问题,段滔在专访中还指出未来毫米波技术真正走向5G仍需面临三大技术痛点。

首先是高路径损耗问题。为了应对毫米波带来的高频段路径损耗,需要建立多天线系统,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艺保障高性能的毫米波在高频段指标优异,成为亟待解决的首要问题。

其次,由于毫米波在高频率上的特性、损耗等方面与我们常用的3GHz以下的低频段区别很大,因此设计难度更大。毫米波基站想要大规模产业化必须解决集成、控制、互联、散热等一系列系统问题。

最后,毫米波将引入海量带宽,再结合多流多用户的需求,数据处理要求将非常高。这就对基站数字域的信号处理提出巨大挑战。如何构建简洁、高效、高集成的后端处理平台或整体方案,以适应毫米波技术的自身应用场景,成为毫米波技术深入发展的一个难点。

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