王欣

毫米波一直被譽為是提升5G性能的“利刃”。

28GHz毫米波頻段的可用頻譜帶寬可達1GHz，能夠數(shù)十倍提升網(wǎng)絡(luò)速率，滿足對速率有著極高要求的5G應(yīng)用。

目前，毫米波應(yīng)用于5G已成為國際共識。目前，美國、韓國已經(jīng)為5G劃分高頻頻譜，而中國已經(jīng)率先為5G劃分低頻頻段，并公開征求毫米波頻段在5G系統(tǒng)使用及規(guī)劃的意見和建議。

現(xiàn)下，中國毫米波頻譜如何劃分？現(xiàn)在技術(shù)上還存在哪些難點？成為業(yè)內(nèi)關(guān)注的焦點。

在近日召開的“5G和未來網(wǎng)絡(luò)戰(zhàn)略研討會”上，毫米波國家重點實驗室主任、FuTURE推進委員會5G微波毫米波工作組主席洪偉發(fā)布了《5G毫米波頻譜規(guī)劃建議白皮書》（以下簡稱《白皮書》），并指出中國5G毫米波研發(fā)還面臨測試規(guī)范不完善等問題，而毫米波技術(shù)要產(chǎn)品化需要解決功耗、小型化、成本等問題。

毫米波成為國際研發(fā)重點

據(jù)《通信產(chǎn)業(yè)報》（網(wǎng)）記者了解，國際上均將毫米波作為5G研發(fā)的重點。2016年7月，美國聯(lián)邦委員會（FCC）全票通過將24GHz以上頻段，共10.85GHz頻譜用于5G。并在近兩年陸續(xù)進行毫米波頻譜拍賣工作。歐盟計劃將在2018年下半年基本完成26GHz頻段技術(shù)應(yīng)用條件的研究和制定工作，在2018年下半年發(fā)布5G使用26GHz的法規(guī)要求。同時，韓國、日本也均計劃在今年為5G劃分毫米波頻譜。

對于中國，在2017年6月，工信部發(fā)布公開征求意見函，征集24.75-27.5GHz、37-42.5GHz或其他毫米波頻段在5G系統(tǒng)使用及規(guī)劃的意見和建議。同年7月，工信部批復(fù)24.75-27.5GHz和37-42.5GHz頻段用于中國5G技術(shù)研發(fā)毫米波實驗頻段。

《白皮書》指出，5G要面向移動互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)等多樣化場景。一方面需要毫米波頻段連續(xù)大帶寬頻譜，滿足5Gbps業(yè)務(wù)速率需求；另一方面需要滿足用戶實時在線的需求，保證用戶的高速移動性，還必須借助低頻段提供良好的網(wǎng)絡(luò)覆蓋。因此，5G時代需要高、低頻協(xié)同發(fā)展，低頻段（低于6GHz）作為5G基礎(chǔ)頻段，毫米波頻段（6GHz以上）作為補充頻段。

為做好5G毫米波頻譜規(guī)劃相關(guān)工作，中國成立了1.13議題研究組，IMT-2020（5G）推進組頻率工作組，在無線電主管機構(gòu)指導(dǎo)下，相關(guān)技術(shù)機構(gòu)、電信運營商、設(shè)備制造商積極參與，基本完成26GHz、32GHz、4OGHz兼容性研究。

諸多挑戰(zhàn)待解

“5G毫米波技術(shù)和測試其實還有很多不明朗的地方?！焙閭ケ硎?。

他指出，毫米波產(chǎn)品（基站和終端）要實現(xiàn)產(chǎn)品化，必須解決功耗、小型化、成本問題，而這關(guān)鍵要解決多通道毫米波收發(fā)芯片問題和天線集成問題。同時，應(yīng)該盡快形成毫米波測試規(guī)范，推動毫米波技術(shù)發(fā)展。

在基站側(cè)，5G毫米波要解決多波束陣列天線問題。但是，目前，業(yè)界對多波束陣的形態(tài)眾多，諸如數(shù)字多波束、無源指幀波束、混合多波束陣等仍存在爭議。

同時，毫米波終端仍存在一些挑戰(zhàn)。他指出，未來，5G毫米波終端形態(tài)應(yīng)該是一體化的集成模塊，應(yīng)該是天線陣列加多通道毫米波收發(fā)信息。毫米波芯片需要把多個通道的收發(fā)信息全部集成進去，對于5G毫米波來講，多通道的毫米波芯片是必經(jīng)之路，必須解決這個問題。

“現(xiàn)下大部分手機多是兩通道到四通道，多通道收發(fā)信息集成需要解決成本功耗問題，而要把天線集成在封裝芯片上要解決天線擺放位置等問題?！焙閭ケ硎尽?/p>

此外，他強調(diào)，在5G毫米波測試方面，目前還是有一些問題沒有梳理清楚。“無論是5G毫米波基站還是終端，其測試都面臨與1—4G通信系統(tǒng)根本性的不同，需要在測試原理與方法上有所突破，并盡快形成測試規(guī)范?！焙閭ケ硎?。

他認為，一方面無論是基站還是終端，天線與收發(fā)信機陣列的高度集成導(dǎo)致只能在系統(tǒng)層面測試。“以前通信系統(tǒng)都是天線給天線指標(biāo)，收發(fā)信息給收發(fā)信息指標(biāo)，系統(tǒng)給系統(tǒng)指標(biāo)，以后天線與收發(fā)信息一體化集成之后，如何定義測試指標(biāo)成為問題?！蓖瑫r，另一方面由于陣列波形的引入，終端吞吐量等系統(tǒng)指標(biāo)的測試也變得復(fù)雜。“對于5G毫米波來說，需要在測試方法上盡快有所突破，要把它梳理清楚，要整合或者規(guī)范?！焙閭ケ硎?。

建議：2018年底完成毫米波規(guī)劃

結(jié)合國內(nèi)國外關(guān)于毫米波頻率規(guī)劃分配拍賣等進展調(diào)研以及毫米波共存研究進展，考慮到國內(nèi)5G行業(yè)發(fā)展迫切需求，白皮書對中國5G毫米波頻率規(guī)劃和法規(guī)提出幾點建議，比如建議在2018年前完成24.75—27.5GHz以及37—42.5GHz的5G頻率規(guī)劃等，以給產(chǎn)業(yè)明確指導(dǎo)方向。

首先，盡早規(guī)劃24.75-27.5GHz以及37—42.5GHz，給產(chǎn)業(yè)明確指導(dǎo)方向，建議2018年底完成頻率規(guī)劃，支撐2019年毫米波預(yù)商用試驗以及2020年毫米波大規(guī)模商業(yè)部署。

其次，制定法規(guī)時考慮共存研究時，制定合理的保護原有業(yè)務(wù)的射頻指標(biāo)，研究干擾協(xié)調(diào)方式。

再次，推動全球頻率劃分一致，發(fā)揮規(guī)模經(jīng)濟效益。

從次，考慮規(guī)劃更多42.5GHz以上頻率滿足熱點需求。

最后，5G技術(shù)、頻率以及許可方式應(yīng)滿足不同的應(yīng)用場景，比如工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)場景，可能需要更加靈活多樣的頻譜管理方式。