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5G发展再进一步,华为等公司完成5G毫米波关键技术多项测试,你怎么看?

作者:五金加工
文章来源:本站

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  谢谢您的问题。华为完成5G毫米波关键技术测试,展示了雄厚的技术实力。

  5G毫米波的意义。毫米波是波长在1-10毫米的电磁波,对应30GHz至300GHz的无线电频谱。目前5G技术的频段路线主要有两种。第一,6GHz以下的频段,优点是传输距离远、干扰遮挡的影响小,缺点是速率较低,适合长距离传输。第二,毫米波频段,优点是速度较快,缺点是传播性和穿透性不佳,适合短距离密集部署。 第三,毫米波意外着更大带宽、更低时延、密集布设,在业内被视为不可战胜的挑战,但是毫米波可以用于智能手机的前景足够诱惑。

  时机不容错过。根据IMT-2022(5G)计划,2022年是研究和测试5G毫米波关键技术、探索其发展应用的关键之年。基础通信企业都在发力,紫光展锐在研究毫米波,爱立信、诺基亚贝尔、中兴与系统高通公司都参与到测试中,支持5G毫米波的商用智能手机也问世了,华为在这场全球竞争中不容有失。

  华为抢在了前头。今年以来,华为已经完成了5G毫米波关键技术测试中的功能、射频等性能,华为海思芯片完成了5G毫米波关键技术的室内测试。通过测试,验证了技术主要特性,进一步为华为研发5G毫米波基站、核心器件和终端提供参考。

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5G发展再进一步,华为等公司完成5G毫米波关键技术多项测试,你怎么看?

  

5G发展再进一步,华为等公司完成5G毫米波关键技术多项测试,你怎么看?

  为了推动5G的发展,首先要选择新的频谱或频段,来支持5G的发展。而以前4G的频谱,不能实现5G所要实现的大带宽的目标。

  5G网络采用两种频段——Sub-6GHz与毫米波频段。一般将6GHz作为中心点,把5G的频段选择分为两种。第一种是6GHz以下的频段,其被统称为Sub-6GHz,包括700MHz、2.6GHz、3.5GHz、4.9GHz;第二种是6GHz以上的频段,其被称为毫米波。现阶段我国选择了Sub6GHz频段发展5G,美国主要选择毫米波频段,韩国、日本、欧洲等国家或地区则两种频段都在发展。

  具体选择哪种频段发展5G,首先不是技术原因,而是基于频率资源情况的考量。频率是各个国家宝贵而稀缺的资源,也是发展无线通信最核心的资源,而每个国家的国情不同,频率资源使用情况也不同。有些国家的相关频率资源之前已经被占用,就需要腾退出来发展5G。因此,不同国家发展5G的策略也有所不同。

  总体来说,频率越高,越容易实现高带宽,但同时越容易受到干扰,信号传播距离就越短。波长较短的毫米波会产生较窄的波束,从而为数据传输提供更好的分辨率和安全性,且速度快、数据量大,时延小。其次,有更多的毫米波带宽可用,不仅提高了数据传输速度,还避免了低频段存在的拥堵(在研究毫米波频率应用在5G之前,该频段的主要运用在雷达和卫星业务)。5G毫米波生态系统需要大规模的基础建设,但可以获得比4G LTE网络高20倍的数据传输速度。高通在MWC的展示中,通过运用毫米波技术,达到了4.63Gbps的网络传输速率,这是一个在4G时代无法想象的快速。

  Sub-6GHz的传播距离与毫米波相比更远,更容易解决广泛区域的覆盖问题。我国现阶段在Sub6-GHZ频段发展5G技术,其优点是可以先解决覆盖问题,尽快把5G技术投入实际应用,并让大多数公众用上5G。

  根据谷歌对于相同范围内、相同基站数量的5G覆盖测试显示,采用毫米波部署的5G网络,100Mbps速率的可以覆盖11.6%的人口,在1Gbps的速率下可以覆盖3.9%的人口;而采用Sub-6频段的5G网络,100Mbps速率的网络可以覆盖57.4%的人口,在1Gbps的速率下可以覆盖21.2%的人口。

  谷歌测试结果对比,上为毫米波覆盖,下为Sub-6覆盖

  毫米波可实现的带宽更高,更容易解决客户容量问题,可以同时容纳更多人上网。但这种技术的覆盖面积比较小,更适合车站、机场、体育场馆等人口密集的场景应用。毫米波频段频率非常高,它很难完成全域覆盖。在毫米波频段部署5G技术,同样大的覆盖面积上,需要建设的基站数量可能是Sub-6GHz频段的1.5到2倍。目前仅凭借毫米波频段全面推进5G技术的难度较大。其难点并非完全在于技术,而与成本有很大关系。

  未来,我国也会选择在毫米波频段发展5G技术。目前已经初步完成6GHz以下的频率分配,并在考虑进行毫米波频段的安排部署工作。我国目前在Sub-6GHz频段的5G技术方面已经有一些技术储备,但将来发展毫米波频段甚至更高频段时,还需要更多摸索和积累,特别是与毫米波相关的射频器件方面。在应用毫米波频段时,射频器件的研发难度更大,因为频率越高对器件的要求越高。

  美国发展毫米波是被迫的,一是因为目前美国政府尤其是军方将大量3-4GHz范围内的频段用于军用通信和国防通讯,迫使美国只能选择押注毫米波。

  中国选择押注Sub-6G,按3GPP关于5G的频谱范围规范,联通、电信舍弃了之前的频谱资源,换来了目前产业成熟度最高的3.5GHz资源(3400MHz-3500Mhz分配给中国电信,3500MHz0MHz分配给中国联通);移动则在2.6GHz频段和4.9GHz频段上持续深耕。

  另外,中国虽然押注Sub-6G,但是并没有放弃对毫米波的探索,充分贯彻了鸡蛋不放在一个篮子里的理念。

  刚才我们说道,美国5G毫米波存在缺陷,所以目前Sub-6G中的 3Ghz和4Ghz之间的频谱波段主导了全球的5G活动,因为相比于毫米波频谱,3Ghz和4Ghz的传播范围得到了改善,能用更少的基站数量提供相同的覆盖范围和性能。

  而中国也成为了全球5G的领先者,并且有望成为5G全球经济的领导者,构建5G全球标准。

  而美国还在思考如何完全解决毫米波的缺陷,目前美国试图通过大规模MIMO和波束赋型改善毫米波的传播效率。虽然这些技术可以改善毫米波的传播效率,但是在更大范围内保持连接稳定仍然存在挑战。在将毫米波作为一种更通用的无线网络解决方案部署之前,还需要投入大量的时间和研发成本来解决毫米波的传播特性问题。

  除此之外,美国还在思考是否要转投Sub-6G方案,跟着中国走。可以说目前美国已经陷入了5G的困局之中,而中国在5G的发展上正走得十分稳健。工信部近日表示,目前各地所推进的基本上为非独立组网的5G网络,预计明年我国正式大规模投入建设独立组网的5G网络。

  中国信息通信研究院的《5G产业经济贡献》认为,预计2022至2025年,我国5G商用直接带动的经济总产出达10.6万亿元,间接拉动的经济总产出约24.8万亿元,5G将直接创造超过300万个就业岗位。

  最为重要的是,中国将可能成为全球5G的领导者,重现美国在4G时代的全球经济主导权。

  根据3GPP的标准,5G频段分成FR1和FR2两个范围,其中FR1的频段低于6GHz,是450MHz——6GHz,又叫sub 6GHz频段;FR2频段的频率范围是24.25GHz——52.6GHz,人们通常叫它毫米波(mmWe)。

  大家一般理解,Sub 6GHz主要用于eMBB场景,而毫米波主要用于mMTC、URLLC场景。

  目前国内三大运营商基本上都是基于sub 6GHz频段来建设5G网络的,中国电信是3.4GHz-3.5GHz,中国移动是2.515GHz-2.675GHz、4.8GHz-4.9GHz频段;中国联通是3.5GHz-3.6GHz。

  而美国主要是用毫米波来建设5G的,因为sub 6GHz频段被军方占用了。

  那么毫米波和sub 6GHz来建设5G有什么区别?根据物理知识,频率越高,速度较快,但是传播性和穿透性不佳,适合短距离密集部署。而频率低,速度慢,但传播性更强,穿透能力更佳,适合远距离的部署。

  但是频率越高,速度快时,意味着更低时延,这对5G来讲,也至关重要,虽然在手机中,可能体现不明显,但在工业物联网,自动驾驶等领域却意义重大。

  所以当5G技术进入到自动驾驶,工业物联网、工业控制等领域时,发展毫米波是必须的

  现在大多数的厂商主要集中在sub 6GHz进行5G的测试,因为这一阶段是各运营商主要是用于手机的5G建设。

  而华为完成5G毫米波的关键技术测试,意味着华为已经从手机5G过渡到更多的场景,对应着三大5G场景中的另外两大场景了,也意味着技术更领先。

  目前,国内5G建设正在紧锣密鼓地进行着,11月份三大运营商上也要正式发布5G套餐。国内互联网通信市场中,华为的实力无疑是最强的,拥有专利数量、基站和5G商业订单数量都是遥遥领先的。在面对外界打压时,华为不慌不乱,就是因为其有实力,有底气。

  而放眼全球市场,华为的表现也是遥遥领先的,正是因为实力太强大才引起了美国等对手的恐慌。美国之所以对华为出手就是担心5G话语权落在华为手中,不过就目前的情况来看,不管怎样5G话语权似乎都不可能被美国掌握,因为目前其国内5G建设还是十分落后的。

  今天,IMT-2022(5G)推进组5G试验工作组组长许飞在5G创新发展高峰论坛上表示,到今年10月为止,华为已经成功完成了5G毫米波的关键技术测试、射频和外场性能,华为海思芯片也已经完成了5G毫米波关键技术的室内功能测试。除了华为之外,爱立信、中国信科、诺基亚等厂商也在进行5G毫米波测试。

  所谓的毫米波其实就是波长在1-10mm之间的电磁波,通常情况下其对应的是30GHz-300GHz之间的无线电频谱,其频率高、波长短并且可靠性很高,方向性也很好。在5G时代,毫米波将发挥出重大作用,成为5G重要组成部分,届时其将具有更高的速率更低的能耗的更多链接的愿景。据悉,目前全球多国都在进行5G毫米波的竞争,现在国内正在有秩序地分阶段的推进5G毫米波技术试验工作计划。

  根据推进组给出的消息来看,今年8月至12月,5G毫米波关键技术的系统特性正得到不断验证,明年毫米波基站和终端的功能、性能等方面的特点也将开启认证,同时还要开展高低频协同组网特征,2022年至2021年将开展典型的场景验证。

  总而言之,很多看似不起眼的东西但其实却发挥着关键性的作用,就像毫米波一样,在大多数人看来,毫米波可能就是一个十分微小的东西,殊不知在5G时代其竟然发挥着巨大的作用,这样表明无论是发展什么都要稳步推进,一点一点地落实后,哪怕是一个小细节都不能错过。而目前华为已经完成这一方面工作,未来其还将不断探索,不断深入5G的发展,期待其未来会有更好的表现。

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