今日,由GSMA主办,信通传媒通信世界全媒体承办,高通公司作为技术合作伙伴的 “5G毫米波产业高峰william hill官网 ”在京举行。来自运营商、产业链上下游企业的专家学者齐聚一堂,共论5G毫米波的产业生态,为行业下一步发展探明方向。
高通公司中国区研发负责人徐晧博士出席此次william hill官网 ,并做了题为《5G毫米波创造全新机遇》的演讲,对于毫米波技术的多项优势,应用的新场景以及目前部署上存在的技术挑战等发表看法。
毫米波三大技术优势
目前,全球的5G商用部署正在不断拓展。业界普遍认为,5G毫米波的应用将开启5G发展的新阶段,有望释放出5G的全部潜能。
在徐晧看来,实现毫米波的移动化意味着移动宽带实现新的突破。和6GHz以下频段相比,毫米波在大带宽、低时延和大容量等方面具有明显的优势。
据徐晧介绍,在带宽上,6GHz以下频段在很多国家的带宽非常有限,而毫米波频段拥有从24GHz到100GHz范围内的非常大的带宽,这意味着不用很复杂的通信技术就能够实现速率的提高,这为毫米波应用带来巨大优势。
在时延方面,毫米波技术支持减少子帧的时长,可以在很短的时间内就能把信息传输出去,能够显著降低通信时延。
在容量方面,毫米波技术可以满足多用户同时接入时满足每个用户的速率需求。这在如体育场、演唱会、会议中心等具有大并发上下行速率的场景下能够提供很好的支持。
徐晧指出,无论是理论值还是实测数据,毫米波的通信速率都比当前6GHz以下频段的速率高很多。基于Ookla旗下Speedtest应用实测数据的分析结果,毫米波的峰值下载速度可达到2Gbps以上,这意味着大部分电影的下载可以在1秒内完成。对大众使用场景更具价值的平均速率上,毫米波的平均下载速度可达到900Mbps,是6GHz以下频段速度的4倍。去年,中国实现了6GHz以下频段的5G商用。基于Ookla的测试,在美国6GHz以下频段5G能够达到225 Mbps的平均下载速度,但是毫米波能够将这一数值提升4倍。
积极应对毫米波移动化挑战
在徐晧看来,毫米波并不是新鲜事物,但最初学界和产业界对于毫米波的认知聚焦在定点传输。如今毫米波成为移动通信技术,也由此带来一些认知上的误区以及挑战,同时,产学界也在积极探索,应对毫米波移动化所带来的挑战。
总结起来,对于毫米波的认知误区以及挑战主要存在四个方面:
一是“毫米波覆盖范围有限且成本昂贵”。徐晧认为,这一问题可以通过两方面措施解决,第一,将6GHz以下和毫米波结合起来,利用6GHz以下的低频段做全国范围的5G覆盖,而在需要大容量高速率的场景中使用毫米波实现非常好的热点覆盖。第二,在重点应用场景中部署毫米波网络,例如奥林匹克场馆、音乐厅、商场、交通枢纽等,不仅成本相对低很多,而且能达到比较好的覆盖效果。
二是“毫米波只支持视距传输”。实际上,为了让毫米波支持非视距传输,一个比较好的技术手段是波束成形,将大量天线的能量都集中到某个方向,从而使信号向特定的方向增强。由于天线的大小跟频率成反比,频率越高天线越小,所以毫米波天线可以做得非常小,在同一面积下容纳更多的天线单元,并通过波束成形等技术支持非视距传播。
三是“毫米波只用于固定的用例”。徐晧表示,近年来,通过高通在内的产业界共同努力,现在已经可以把毫米波用到移动通信领域,甚至可以稳健地支持搭载在无人机上的移动通信。为了测试5G毫米波连接的稳定性和移动性,高通曾做过一个演示,将一款搭载骁龙X50 5G芯片的移动测试终端固定在无人机上,遥控无人机在公司园区内穿梭飞行,测试结果显示:毫米波能够支持终端高速移动和身处高处时的稳健连接。
四是“毫米波移动化要求终端外形尺寸较大”。徐晧表示,现有技术已经可以把毫米波的元器件做得非常小,在商用量产之后,毫米波元器件的价格将会更低。目前高通面向毫米波打造了一个突破性的骁龙5G调制解调器及射频系统,再加上天线,将三者组合在一起,可以做到更优节电、并节省空间。做了这些优化之后,可以将手机的能耗成本、芯片面积和射频前端的面积做到最小。
毫米波扩展应用新场景
实际上,毫米波典型应用场景很多,概括起来主要分为几类:企业室内部署、室内室外场馆、交通枢纽、行业应用(工业互联网)等。
在毫米波应用新场景方面,徐晧举了两个用例具体说明。
第一个案例是“5G NR毫米波面向地铁站部署”。目前针对该场景主要有两种解决方案:一种是Wi-Fi,目前很多地铁站都部署了Wi-Fi,人们可以通过Wi-Fi实现网络连接;另一种是将5G NR毫米波天线与现有Wi-Fi接入点共址,将Wi-Fi基站变成毫米波基站。
徐晧表示,通过将5G毫米波天线与现有Wi-Fi接入点共址,能够在28GHz频段实现显著覆盖:下行链路覆盖率约为96%,上行链路覆盖率约为97%。共址后还能实现数千兆速率用户体验,下行链路中值突发速率约4.6Gbps。
“以上数据是我们利用现有4G或者Wi-Fi等通信手段都无法实现的。如果我们在地铁站等人流非常多的场景下部署毫米波,用户体验将会得到非常大的提升。”徐晧说。
第二个案例是“5G NR毫米波面向会议中心的部署”。相似的场景还包括体育赛事、文艺演出等人流密集且对网络吞吐量需求非常大的场景。在这样的场景下,通过在一个会议中心内安放了五个毫米波接入点(AP),在将5G毫米波天线与现有Wi-Fi接入点共址后,能够在28GHz频段实现显著覆盖的同时实现数千兆速率的用户体验,下行链路中值突发速率能达到约1.5 Gbps。
“这意味着1.5GB大小的视频仅用1秒钟就能够完成下载,而且1.5Gbps还只是中值突发速率,峰值速率还能达到更高。”徐晧说。
Rel-16引入众多增强特性
目前,5G的第一个版本即Rel-15已经实现商用,5G的第二个版本即Rel-16也已经完成。据徐晧介绍,在Rel-16中,加入了很多支持毫米波的5G NR增强特性。
在Rel-16中,一项比较重要的支持毫米波的5G NR增强特性是集成接入及回传。毫米波部署有两种方式:一种是通过光纤将毫米波的基站跟核心网连接起来,另一种是利用多跳功能进行连接。通常说毫米波部署需要很多小基站,比如在某个需要网络覆盖的地方部署一个小基站,而在部署小基站时,并不能将光纤铺到所有的地方,所以更成本高效的方法是先铺一个小基站,再跳跃到另外一个小基站,然后再到下一个小基站进行跳跃。在跳跃至其它小基站或者与核心网连接的时候,也可以使用毫米波来支持。毫米波不仅能够支持回传(与小基站之间的连接),同时也可以支持接入(与手机的连接),也就是支持集成接入及回传,这就为毫米波小基站的应用提供了更多可能性。
第二个比较重要的增强特性是增强型波束管理。波束管理是支持毫米波应用的重要技术,通过全波束优化和多天线面板波束支持以改善时延、鲁棒性和性能,
徐晧表示,在5G商用之初,外界出现过对毫米波是否比较耗电的质疑,在Rel-16中,也增强了节电特性,这不仅针对毫米波,同时也针对6GHz以下——在无数据传输或数据传送量较少的时候,用户的手机可以随时进入半休眠状况;同时用户的手机也具备了唤醒信号功能,即利用非常简短的信号将用户的手机在睡眠或半睡眠状态中唤醒。
此外,Rel-16中还包括双连接优化、定位等增强特性,Rl-17及未来版本项目中还将推出更多针对之前几个版本的增强特性。
徐晧最后表示,目前高通在中国和合作伙伴一起积极推动毫米波的测试验证。2019年10月,高通和中兴实现了中国首个基于智能手机的5G毫米波互操作性测试。今年9月份,高通公司在信通院MTNet实验室率先完成了基于3GPP Rel-16 MIMO OTA测试方法的毫米波性能测试,采用的是今年7月初冻结的5G第二个版本Rel-16的测试方法;此外,高通公司也是首家参与并通过全部10项26GHz 5G毫米波射频测试的芯片厂商。高通非常高兴能够与中国的合作伙伴共同推动5G在国内的研发、应用和商用。
责任编辑:tzh
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