經(jīng)過這兩年商用部署的推進(jìn)，5G 正在逐步進(jìn)入大規(guī)模商用時(shí)代。根據(jù) GSMA 的統(tǒng)計(jì)，截至 2020 年第三季度末，全球已經(jīng)有 47 個(gè)市場的 107 家運(yùn)營商推出 5G 商用服務(wù)，同時(shí)，全球移動(dòng)運(yùn)營商注冊的連接數(shù)也達(dá)到了 1.35 億左右。
數(shù)據(jù)也許感知不強(qiáng)，大家可以看看近期推出的手機(jī)新品，5G 已經(jīng)成為基礎(chǔ)標(biāo)配，足見 5G 正在以非常樂觀的速度普及。
但是，目前世界各地推出的 5G 大多依賴于 3.5 GHz 頻譜，而隨著普及率的提高，越來越多的消費(fèi)者和服務(wù)遷移到 5G 網(wǎng)絡(luò)，這些網(wǎng)絡(luò)需要低、中、高頻段的頻譜，才能提供更加廣泛的覆蓋和足夠的容量來支持 5G 體驗(yàn)。這其中，毫米波的重要性不可忽視。
恰好，高通公司在近日宣布，軟銀已在日本推出 5G 毫米波服務(wù)，采用搭載高通驍龍 5G 移動(dòng)平臺(tái)和驍龍 5G 調(diào)制解調(diào)器及射頻系統(tǒng)的終端，可以讓日本用戶享受到其國內(nèi)最快的數(shù)千兆比特下載速度。
同時(shí)，隨著 5G 毫米波服務(wù)的推出，軟銀正在提供 “Pocket WiFi 5G A004ZT”5G 毫米波移動(dòng)熱點(diǎn)銷售等衍生服務(wù)。
這是 5G 毫米波技術(shù)在日本應(yīng)用、普及的最新進(jìn)展。在這次進(jìn)展中扮演重要角色的高通，此前經(jīng)常會(huì)說一句話：
“5G 毫米波對(duì)于支持移動(dòng)運(yùn)營商保持競爭優(yōu)勢以及釋放 5G 全部潛能支持廣泛行業(yè)變革而言至關(guān)重要?！?/p>
由此可見普及毫米波對(duì)于未來 5G 體驗(yàn)的重要性。今天我們不妨就來看看毫米波為什么這么重要，以及它目前的發(fā)展情況。
快速普及，成果喜人，毫米波越來越近了
首先我們還是要先說一下什么是毫米波技術(shù)，IT之家在《徹底了解毫米波：駕馭它，就算掌握 5G 終極武器》這篇文章里有過非常詳細(xì)的解釋，這里我們長話短說。
我們知道，5G 頻譜大致可以分為 Sub-6GHz（就是 6GHz 以下）頻段和毫米波頻段，Sub-6GHz 是現(xiàn)在主流的 5G 頻段，而毫米波頻段是我們今天要重點(diǎn)講解的。
毫米波是電磁波中波長在 1mm-10mm 之間的波段，他們的頻率在 30GHz-300GHz 之間，非常高，所以其中某些特定頻段被拿來用于 5G 移動(dòng)通信。
5G 毫米波因?yàn)轭l率高，所以可以帶來非常高的傳輸速率，這是其最大的優(yōu)勢之一。
此外，毫米波載波帶寬可達(dá)到 400MHz-800MHz，相當(dāng)于 4G 的 10 倍，這可以帶來更大的容量，以滿足未來 5G 多元化的應(yīng)用需求。
還有就是，毫米波波束窄、方向性好，可以做到精準(zhǔn)傳播，同時(shí)頻譜資源也很豐富，能夠緩解全球頻譜資源短缺等問題。
因?yàn)檫@些優(yōu)勢，毫米波將在未來擁有巨大的應(yīng)用前景，例如在商業(yè)街區(qū)、車站、機(jī)場等業(yè)務(wù)流量密集的網(wǎng)絡(luò)熱點(diǎn)區(qū)域就是毫米波應(yīng)用的核心場景，例如大型體育場、音樂廳等聚集性公共場，在這些地方，毫米波的應(yīng)用可以幫助擺脫過去人多網(wǎng)絡(luò)卡、信號(hào)差的問題。
毫米波雖然有這么多優(yōu)勢，但也有一些不足，在應(yīng)用層面也面臨很多挑戰(zhàn)。例如毫米波信號(hào)易衰減、繞射、穿墻能力差、容易被干擾，應(yīng)用于終端時(shí)對(duì)于材料、設(shè)計(jì)、散熱、功耗等方面都會(huì)帶來考驗(yàn)。
好在，這些不足正逐步被通信行業(yè)克服，而毫米波技術(shù)也正被越來越多的國家和地區(qū)規(guī)劃和部署。
本文開頭所說的日本軟銀是一個(gè)例子。其實(shí)在日本不僅是軟銀，此前像 NTT Docomo、KDDI 等主要電信運(yùn)營商都已經(jīng)提供 5G 毫米波商用服務(wù)，日本的樂天移動(dòng)也是如此。
在去年年末，韓國電信運(yùn)營商 LG Uplus 與 LG 電子就和高通合作，基于 5G 商用智能手機(jī)在國立金烏工科大學(xué)（KIT）成功部署了韓國首個(gè) 5G 毫米波網(wǎng)絡(luò)。
該網(wǎng)絡(luò)基于 LG Uplus 28GHz 5G 毫米波網(wǎng)絡(luò)，使用搭載高通驍龍 865 移動(dòng)平臺(tái)與驍龍 X55 5G 調(diào)制解調(diào)器及射頻系統(tǒng)的 LG 商用智能手機(jī)，為國立金烏工科大學(xué)師生及員工提供全新的創(chuàng)新性服務(wù)。
具體包括什么服務(wù)呢？比如該學(xué)校計(jì)劃利用 5G 毫米波技術(shù)構(gòu)建師生遠(yuǎn)程課堂，這個(gè)課堂可以實(shí)現(xiàn)緊密優(yōu)質(zhì)的溝通互動(dòng)，就像面對(duì)面交流一樣，此外在 5G 毫米波網(wǎng)絡(luò)的加持下，學(xué)校還計(jì)劃通過人工智能賦能的聯(lián)網(wǎng)攝像頭加強(qiáng)校園安全。
上個(gè)月，在上海舉行的 2021 世界移動(dòng)通信大會(huì)上，中國聯(lián)通與 GSMA、高通技術(shù)公司聯(lián)合支持了 5G 毫米波展區(qū)，向觀眾展示了 5G 毫米波賦能各行各業(yè)豐富應(yīng)用和極致性能。
這次展區(qū)的主題為 “5G 毫米波，讓冰雪運(yùn)動(dòng)更精彩”，展區(qū)現(xiàn)場以基于毫米波的 5G 多視角賽場直播方案，直接取景張家口國際越野滑雪中心外場，將無人機(jī)、頭戴攝像機(jī)、專業(yè)攝影相機(jī)通過無線網(wǎng)絡(luò)與基站通信，進(jìn)行多角度的實(shí)時(shí)回傳，在 8K 視頻傳輸?shù)募映窒拢^眾猶如置身比賽現(xiàn)場。
不僅如此，在亞洲其它地區(qū)，像中國香港、中國臺(tái)灣、泰國、新加坡等地均已先后完成了 26GHz 和 28GHz 部分頻譜的分配或拍賣，毫米波正在以較快的速度落地和鋪展。
根據(jù) GSA 的數(shù)據(jù)，截止 2020 年 6 月，全球已有 22 個(gè)運(yùn)營商在使用毫米波部署 5G 網(wǎng)絡(luò)，97 個(gè)運(yùn)營商已持有使用毫米波的許可證，123 個(gè)運(yùn)營商在 24.25-29.5GHz 毫米波平鋪范圍內(nèi)投資 5G 網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，其中，美日韓三國暫時(shí)處于領(lǐng)先地位，展示出毫米波技術(shù)部署在世界范圍內(nèi)尤其是東亞地區(qū)的強(qiáng)勁發(fā)展勢頭。
毫米波普及背后，你沒看到的努力
前面我們說到，毫米波雖然有各種優(yōu)勢，但是缺點(diǎn)也比較明顯，如易衰減、繞射能力差等等，客觀上阻礙了毫米波的廣泛應(yīng)用。但好在，這些問題在行業(yè)的共同努力下已經(jīng)得到了很大程度的解決，毫米波技術(shù)因此也能快速被推廣，成為 5G 不可分割的一部分。
相信大家已經(jīng)注意到，前文我們舉到的例子中，有一個(gè)身影反復(fù)出現(xiàn)，它就是高通。事實(shí)上，在 5G 毫米波推廣普及的過程中，高通正是那個(gè)有著突出貢獻(xiàn)的角色。高通從一開始就將毫米波視為和 Sub-6GHz 同樣重要的 5G 技術(shù)路線，并通過反復(fù)打磨技術(shù)和相關(guān)產(chǎn)品，讓毫米波逐步在消費(fèi)終端上得到越來越成熟的應(yīng)用。
早在 2018 年，高通就推出了全球首款面向智能手機(jī)和其他移動(dòng)終端的全集成 5G 新空口毫米波天線模組 QTM052，這個(gè)射頻模組在當(dāng)時(shí)就包含了從收發(fā)器到所有射頻前端的器件，還有電源管理 IC 以及天線本身，為行業(yè)提供了曾被認(rèn)為無法實(shí)現(xiàn)的移動(dòng)毫米波解決方案；而在發(fā)布這款模組后的 3 個(gè)月，高通更是將這款天線模組的體積減小了 25%，身型小而完整，非常適合產(chǎn)業(yè)鏈上下游拿來快速使用。
此后高通每發(fā)布新一代 5G 調(diào)制解調(diào)器，都會(huì)更新一代毫米波天線模組，可見他們在毫米波方面的投入與 6GHz 以下幾乎是對(duì)等的。例如在推出驍龍 X55 調(diào)制解調(diào)器的時(shí)候，高通還同步發(fā)布了 QTM525 毫米波天線模組，通過降低模組高度，可支持厚度不到 8 毫米的纖薄 5G 智能手機(jī)設(shè)計(jì)；而到驍龍 X60 調(diào)制解調(diào)器，與之搭配的則是 QTM535 毫米波天線模組，支持打造更纖薄、更時(shí)尚的智能手機(jī)。
就在今年 2 月份，高通在發(fā)布驍龍 X65 調(diào)制解調(diào)器的時(shí)候，也推出了第四代毫米波天線模組 QTM545。這一代毫米波天線模組相比上一代擁有更大的信號(hào)覆蓋范圍，同時(shí)增加了對(duì) 41GHz（n259）頻段的支持，這樣高通的毫米波天線模組就實(shí)現(xiàn)了對(duì)全球毫米波頻段（26GHz、28GHz、39GHz 和 41GHz）的支持，也就是說它可以幫助用戶在全球范圍內(nèi)部署毫米波，針對(duì)不同運(yùn)營商、不同頻段要求和不同場景推出相應(yīng)的解決方案。
高通的 5G 毫米波天線模組可以說是如今大量智能終端設(shè)備能夠使用毫米波、享受超高速低延遲網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)，而高通也在產(chǎn)品中傾注了眾多技術(shù)創(chuàng)新來解決毫米波的應(yīng)用問題。
例如針對(duì)毫米波波束窄等問題，高通采用多個(gè)天線定向發(fā)射的路線，讓多天線形成相控天線陣列，讓天線之間的信號(hào)經(jīng)過互相干涉影響，把信號(hào)能量集中在一個(gè)方向發(fā)射出去，同時(shí)高通還采用了波束導(dǎo)向技術(shù)，解決定向發(fā)射中難以追蹤移動(dòng)物體的問題。
還有就是，高通也通過模組的方式盡可能縮小天線的尺寸，讓一個(gè)調(diào)制解調(diào)器配備多個(gè)天線模組，所以 QTM 天線模組的尺寸都很小，不會(huì)占用手機(jī)太多內(nèi)部空間。
至于毫米波由于易衰減、繞射性差等原因?qū)е碌母采w范圍不佳的問題，高通則創(chuàng)造性地提出了共址技術(shù)實(shí)現(xiàn)了顯著覆蓋，同時(shí)，他們還利用路徑分集和反射的技術(shù)來解決信號(hào)被墻體、樹木等遮擋的問題，進(jìn)一步擴(kuò)大了毫米波的覆蓋能力。
可見，由于前瞻性的布局和充分的投入，在毫米波的應(yīng)用上，高通早已能給出成熟可商用的解決方案，特別是在今天毫米波的普及取得可喜進(jìn)展的背景下，高通基于深厚的積淀，更可體現(xiàn)出其在技術(shù)、產(chǎn)品完整性方面的優(yōu)勢。
5G 大規(guī)模商用的進(jìn)程仍在不斷推進(jìn)，短期來說，當(dāng)務(wù)之急是推進(jìn) 5G 網(wǎng)絡(luò)覆蓋面的擴(kuò)大，讓我們隨時(shí)隨地都能用上 5G，但長遠(yuǎn)來看，5G 的發(fā)展本身就是一個(gè)長期演進(jìn)的過程，毫米波這樣的高頻網(wǎng)絡(luò)在未來是必然之選。
相信隨著毫米波在未來切切實(shí)實(shí)服務(wù)于我們?nèi)粘５挠镁W(wǎng)需求，甚至催生更多新鮮的終端設(shè)備，我們的生活?yuàn)蕵泛凸ぷ鞣绞綄?huì)發(fā)生翻天覆地的變化。
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