毫米波:5G mmWave频谱具体解读


  毫米波5G,也被称为mmWave——是下一代移动运用根底。咱们将解说它是什么,以及在需求高容量、低推迟网络的区域,它将怎么影响5G网络。

  下一代5G网络不只将在大规模内供给无处不在的牢靠掩盖,还将可认为要害使命运用、大规模物联网布置和全新事务运营供给动力,一切这些都需求快速、高容量、超低推迟的衔接。

  为了完结这一方针,移动运营商需求运用比前几代移动技能更广泛的频谱。和低频段和中频段混合的4G网络相同,5G网络也是如此。

  至关重要的是,频谱是一种有限的资源。跟着国际各国政府和监管安排认识到5G网络的潜在经济和社会效益,各方已共同努力开释尽或许多的频谱。

  现在人们开端留意曾经被认为不合适移动网络的波段,包含高规模毫米波(mmWave)。

  早在移动通讯的重要性被认识到之前,许多毫米波频段就分配给了其他用户集体,如军事或公共活动职业,因而毫米波频谱具有很高的溢价。

  虽然低频段700MHz或许有助于将5G传播到农村区域,但它不合适在繁忙的城市区域供给所需的牢靠衔接。

  高频段在有限的地舆区域内供给了巨大的容量。所以mmWave在5G推行中的要害是在人口密布的城市区域,那里需求高容量——换句话说,那里有许多设备。

  可是,mmWave也并非没有应战。首要,这些信号不会走得那么远。mmWave之前一向被移动设备所排挤,因为它的短距离和窄波长很简单遭到大气条件的影响。一种被称为“降雨削弱”的效应,因为降雨吸收无线电信号并形成搅扰。

  从技能上讲,mmWave指的是微波和红外线GHz之间。这些电波现在被用于科学研讨,武器体系,乃至差人的测速枪。

  这是因为它依赖于微根底设施的运用,比方散布在密布城市方位的小单元。这一点,加上高频段频率将是5G网络的要害特征。

  因而,mmWave只需求在有限的规模内运用,而短波长可以最大极限地削减来自其他蜂窝数据的搅扰,然后进步频谱的功率。

  由联合国部属的国际电信联盟安排的四年一次的监管安排和政府会议——2019年国际无线),与会代表确认了若干个可用于5G网络的mmWave频段。其间包含24.25-27.5 GHz、37-43.5 GHz、45.5-47 GHz、47.2-48.2和66-71 GHz。

  对这些波段的正式辨认,为全球一致、测验和规范化铺平了路途——降低了本钱,缩短了上市时刻。这些协议还保证对附近波段的频谱用户,例如气候服务,实施保证办法。

  mmWave频谱的高容量和超快速度将使许多5G运用不太合适低频段。虽然估计大多数商业5G网络将至少供给1Gbps,可是mmWave理论的最大值传输值是10Gbps。

  GSMA估计,未来15年全球将有5650亿美元的GDP和1520亿美元的税收来自mmWave 5G服务。这相当于该时期一切5G网络估计经济价值的四分之一。

  每个国家都有自己的分配频谱给那些期望在这些频段上运营的公司的方法。在美国3月5日举办的最终一轮毫米波拍卖会上,37千兆赫、39千兆赫和47千兆赫频段被拍卖。总销售额达到了75.58亿美元,几乎是之前两次mmWave拍卖的总和的三倍,24GHz频段的总销售额为20亿美元,28GHz频段的总销售额为7亿美元。威瑞森和美国电话电报公司(AT&T)占有了最大的市场份额,共花费30亿美元,获得了数千个新的mmWave许可证。

  虽然呈现了疫情大盛行,各国仍在推动各自的计划,将mmWave频谱分配给出价最高的国家。例如,芬兰电信监管安排Traficom现已宣告,它计划在5月份持续拍卖5G频谱。

  此次拍卖将包含3张26GHz频段的车牌,每张车牌供给掩盖整个芬兰大陆的800MHz频段,起拍价为700万欧元。注册必须在2020年5月20日条件交给芬兰交通和通讯安排Traficom,获胜者可以在7月1日开端网络建造。

  固定无线G毫米波的比如是固定无线G驱动的FWA的速度、牢靠性和固定衔接的体会往往无法与之比较。数据上限也是一个巨大的妨碍,尤其是当你考虑到家庭宽带用户比移动用户耗费更多的数据。

  mmWave 5G在工业范畴的运用事例非常强壮,该技能可以在国际任何地方供给牢靠、高功用的衔接。智能端口技能是5G最兴旺的工业运用之一,有望经过机器的自动化和长途操作来进步功率和降低本钱。物流、矿业和其他职业也将经过流程的数字化和劳动力生产率的进步而转型。

  获益于mmWave频谱的不只仅是终端用户运用程序——移动网络自身也将变得愈加高效。移动运营商计划将mmWave频谱用于无线回程,它是移动基站和中心网络之间的衔接。

  如上所述,美国的运营商现已在运用mmWave频率为他们的FWA服务供电。可是,因为缺少已发布的频谱和兼容设备,想彻底完结悉数功用还需求时刻。

  WRC-19关于5G毫米波频谱的区分具有重要意义。此次来自190多个国家的3000名代表评论了无线电规矩文件,一切签署的国家都需求依照这个规矩进行频谱分配,该规矩将决议全球往后4~5年频谱的规划和运用计划。从以往的经历来看,一个新的频谱从ITU层面区分到线年。因而WRC的决议关于全球频谱区分具有重要意义,如2007年WRC大会上区分的频谱,后来成为3G、4G频谱区分和运用的根底。

  5G对工业来说所需求的频谱非常多样,不同的运用,不同的场景,对频谱的需求也不相同。高带宽、高速率的运用需求毫米波频谱。5G毫米波有望持续加强我国的数字根底设施,尤其是考虑到其全面打开的经济转型进程,为创新式驱动的经济发明新动能。5G加上毫米波频谱可协助开释低时延、数据密布型运用的潜力,这些运用可认为各种职业和用例带来革新。

  我国IMT-2020(5G)推动组此前就表明,未来的作业要点将聚集毫米波范畴。IMT-2020(5G)推动组实验作业组组长徐菲在2019PT展上讲解了我国毫米波技能实验的首要方针。分别是:研讨验证5G毫米波要害技能和首要特性,拟定26GHz频段的5G设备功用和功用指标要求,辅导5G毫米波基站、中心器材和终端的研制;研讨5G毫米波测验技能,拟定系列测验规范,开发毫米波射频、功用和功用测验体系,构建支撑SA和NSA的毫米波实验网络环境,支撑5G毫米波端到端的完好的测验验证;加强协作,在实践典型场景展开小规模运用实验和演示,探究5G毫米波的运用场景和布置战略。

  未来,推动组还将分阶段推动5G毫米波实验:2019年8—12月,验证5G毫米波要害技能和体系特性;2020年验证毫米波基站和终端的功用、功用和互操作,展开高低频协同组网验证;;2020-2021年,展开典型场景验证。推动组还将要点面向毫米波设备和组网测验以及小规模运用实验和演示,活跃推动毫米波基站、芯片、射频模组的开发和优化,研讨毫米波的适用场景,探究毫米波和工业范畴的交融运用。

  运营商也展开了紧锣密鼓的毫米波研制作业。据一位业界专家表明,现在有运营商已完结5G毫米波要害技能验证,2019—2020年间正在进行5G毫米波体系功用及规范计划验证,计划在2022年完结5G毫米波商用布置。不过在元器材方面,工业链还有待展开,再就是毫米波的运用场景现在还处在探究和研讨中。

  工业链也现已开端了亲近的毫米波研讨作业。华为、中兴和诺基亚贝尔完结了毫米波要害技能测验的首要功用、射频和外场功用测验,完结了毫米波的首要要害技能,展开了毫米波辐射射频测验,支撑了我国毫米波规划作业,后续进一步完善和优化毫米波设备的功用指标。海思、高通进行了5G毫米波要害技能的室内功用测验。

  [1] 固定无线接入(fixed wireless access,FWA)是指事务节点到用户终端间部分或悉数选用了无线传输的接入方法。固定无线接入首要面向固定终端,只供给有限的终端可移动性,如用户步行。固定无线接入的意图是经过无线信道将用户接入有线电话网,首要供给一般电话事务,固定无线接入的服务质量以有线电话的质量为参照,通话质量应是很好的,应有与有线体系附近的堵塞概率、时延特性等

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