毫米波成5G關(guān)鍵,高通、諾基亞等一直在努力研發(fā)5G毫米波!
有媒體報道稱,佐治亞理工學院、諾基亞貝爾實驗室和赫瑞瓦特大學的研究人員,找到了一種實現(xiàn)低成本的5G毫米波技術(shù),叫做反向散射無線電,該方法能夠讓設(shè)備實現(xiàn)“GB每秒”的5G傳輸速度。
事實上,自從5G商用以來,時不時地有各種關(guān)于毫米波的消息,比如高通、諾基亞等實現(xiàn)了11.4KM的毫米波超遠距離傳輸?shù)鹊取?
這就讓很多網(wǎng)友有一個疑問,那就是為何高通、諾基亞等這些國外廠商,一直在努力地研發(fā)5G毫米波技術(shù),國內(nèi)廠商似乎沒動靜?這究竟是怎么回事呢?
其實說起來,不只是高通、諾基亞等國外廠商在研究,國內(nèi)的廠商們也一樣在研究毫米波技術(shù),比如華為、中興以及移動、聯(lián)通等運營商,一直在不斷地試驗研發(fā)毫米波,只是相關(guān)報道相對少一點,所以讓大家以為只有國外廠商在研究,國內(nèi)廠商不研究豪米波的錯覺。
毫米波的劣勢大家都清楚了,傳輸距離近,衰減快,穿墻效果差,所以基站要建得非常密,這樣成本非常高。
但與此同時,毫米波的優(yōu)勢也非常多,頻譜資源豐富,速度快,帶寬大,延時低。所以只要克服了傳輸距離近、衰減快的劣勢,就比Sub-6頻段更有優(yōu)勢,所以這些廠商們才努研究,就想想克服這些困難。
在2019年華為開發(fā)者大會上,華為展示了使用折疊屏手機HUAWEI Mate X通過毫米波技術(shù)與基站通信在線播放4K高清視頻,是全球首家使用折疊屏手機在真實網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下打通5G毫米波端到端通信的廠家,顯示了華為不光在Sub 6G低頻領(lǐng)域具備超強的優(yōu)勢,在高頻領(lǐng)域同樣處于領(lǐng)先地位。
華為5G基帶芯片巴龍5000不光支持Sub 6G C-Band頻段,還支持毫米波26GHz和28GHz頻段,最大支持帶寬可以達到800MHz,充分利用毫米波大帶寬的優(yōu)勢,理論速率最大可達6.5 Gbps。配合華為的毫米波RFIC和毫米波模組,華為具備全形態(tài)的毫米波終端解決方案能力。
3GPP把5G頻段分為FR1頻段和FR2頻段,其中FR1的頻段通常被稱為Sub6G頻段,范圍為450MHz-6GHz,F(xiàn)R2頻段為24.25GHz-52.6GHz,通常被稱為毫米波頻段。毫米波頻段的優(yōu)勢是具備大量的可用頻譜帶寬、波束窄、方向性好、頻段許可的獲取成本極低。對于室內(nèi)小站場景、體育場館或者室外街道場景,由于反射徑豐富,多次反射后可以有效提升毫米波NLOS覆蓋率。華為借助于先進的毫米波自適應波束賦型和波束跟蹤技術(shù),可以在毫米波終端與基站間實現(xiàn)文件的移動寬帶通信。
低頻的頻譜資源終歸是有限的,毫米波應用的潛力巨大,未來運營商可以利用5G低、中、高頻段三層組網(wǎng),1GHz以下頻段做覆蓋層,Sub 6G做容量層,毫米波做熱點覆蓋的高容量層,建成一張全國性的廣覆蓋、大容量的5G網(wǎng)絡(luò)。毫米波相比于Sub 6GHz的時延更短,是Sub 6G頻段的1/4。對于要求5G時延更高應用,如遠程醫(yī)療手術(shù)、工業(yè)精密控制等場景,毫米波是一個更好的選項。
一直以來,作為無線電波的一種,毫米波并不起眼,比它頻率低的微波傳輸距離遠,在通訊領(lǐng)域大有作為,比它頻率高的光波也廣泛應用是數(shù)碼、通訊等領(lǐng)域,唯有處于中間位置的毫米波無人問津。
毫米波指波長為1-10毫米的電磁波,毫米波有極高的帶寬,可利用總帶寬高達135GHz,是傳統(tǒng)微波波段帶寬之和的5倍,在頻段資源緊張的今天有巨大吸引力。其次毫米波的波束很窄,能更精準地分辨目標物并還原目標物細節(jié),與激光相比,毫米波對氣候要求更低,與微波相比,毫米波元器件尺寸更小,毫米波設(shè)備更容易小型化。
但擁有如此多優(yōu)點的毫米波,也有同樣突出的缺點,那就是衰減嚴重,以及對器件精度的要求較高,也正是這兩個缺點在過去制約了毫米波的發(fā)展。
沒有一個技術(shù)只有優(yōu)點沒有缺點,毫米波也一樣。它可能不是某些應用的最好選擇,但卻可能是其他應用唯一的選擇。”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用場景利用好毫米波的這些優(yōu)點?!?
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。”徐晧介紹,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。