隨著通信技術(shù)的不斷升級(jí)發(fā)展，5G正在改變著人們的生活和工作方式。在to C領(lǐng)域，傳統(tǒng)的視頻和直播業(yè)務(wù)體驗(yàn)得到升級(jí)，同時(shí)出現(xiàn)了一些新的業(yè)務(wù)，比如360°自由視角視頻，AR/VR以及云游戲等，這些業(yè)務(wù)的發(fā)展對(duì)網(wǎng)絡(luò)能力的要求甚至到了Gbps級(jí)別。同時(shí)，個(gè)人業(yè)務(wù)未來(lái)逐漸會(huì)向交互式、沉浸式體驗(yàn)發(fā)展，比如全息通信，可見(jiàn)單用戶體驗(yàn)要求也將高達(dá)10Gbps。而在to B領(lǐng)域，各大設(shè)備廠商與運(yùn)營(yíng)商一起做了大量探索研究和創(chuàng)新應(yīng)用，例如，智慧鋼鐵，港口，醫(yī)療等。行業(yè)數(shù)字化全面升級(jí)需要5G使能行業(yè)核心生產(chǎn)環(huán)節(jié)，這對(duì)大上行、高精度定位和短時(shí)延提出了更高的網(wǎng)絡(luò)能力需求，這就需要5G往5.5G進(jìn)一步演進(jìn)來(lái)滿足這些需求。而要達(dá)成這個(gè)結(jié)果，5G毫米波相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和全球產(chǎn)業(yè)進(jìn)展是一個(gè)很關(guān)鍵的因素。目前5G毫米波規(guī)范已日趨完善，并在國(guó)外多個(gè)市場(chǎng)有實(shí)際部署，我國(guó)在毫米波技術(shù)上起點(diǎn)較高，在載波帶寬、SA能力上后發(fā)先至，DSUUU大上行、200M載波帶寬等特性開(kāi)發(fā)上全球領(lǐng)先。所以，布局提速勢(shì)在必行。

毫米波優(yōu)勢(shì)客觀存在

5G正式商用已經(jīng)兩年過(guò)去，在中國(guó)5G建設(shè)過(guò)程中，最先得到發(fā)展的是5G基礎(chǔ)建設(shè)的核心部分，也就是5G基站。在消費(fèi)終端，智能手機(jī)為主的市場(chǎng)也得到蓬勃發(fā)展。觀察具體數(shù)據(jù)，中國(guó)已經(jīng)處于全球5G建設(shè)絕對(duì)領(lǐng)先位置，5G基站全球占比超70%，5G終端全球占比更是達(dá)到80%。而最近，5G建設(shè)方向也顯著的發(fā)生變化，此前7月印發(fā)的《5G應(yīng)用“揚(yáng)帆”行動(dòng)計(jì)劃（2021-2023年）》，像是拉響號(hào)角，引領(lǐng)5G建設(shè)由消費(fèi)終端向行業(yè)應(yīng)用拓展。

我們知道，自5G出現(xiàn)之后，人們就對(duì)5G時(shí)代的殺手級(jí)應(yīng)用提出了很多猜想，廣泛涉及VR、云游戲、5G消息甚至多個(gè)垂直行業(yè)應(yīng)用。這其中，包括VR、AR、MR等在內(nèi)的擴(kuò)展現(xiàn)實(shí)（XR）應(yīng)用，因?yàn)槟軌驇?lái)沉浸式的全新感觀體驗(yàn)，也伴隨著5G商用持續(xù)推進(jìn)受到了越來(lái)越多的關(guān)注。數(shù)據(jù)顯示，目前全球已經(jīng)有超過(guò)175家運(yùn)營(yíng)商部署了5G，在中國(guó)，累計(jì)建成的5G基站超過(guò)100萬(wàn)個(gè)，5G終端也超過(guò)4.2億。隨著5G商用初步實(shí)現(xiàn)規(guī)?；撩撞ǖ刃录夹g(shù)的應(yīng)用正在成為重點(diǎn)，由于具有大帶寬、高速率、低時(shí)延等特性，5G毫米波能夠?yàn)閂R、AR等應(yīng)用提供更好的網(wǎng)絡(luò)支持，進(jìn)而改善用戶體驗(yàn)。

我們知道，5G網(wǎng)絡(luò)不但要建得好，更要用得好。目前我們的運(yùn)營(yíng)商都在積極落實(shí)工信部5G應(yīng)用“揚(yáng)帆”行動(dòng)計(jì)劃，提升5G大上行、高可靠低時(shí)延、高精度定位等關(guān)鍵技術(shù)支撐能力，在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、港口、煤炭、醫(yī)療等多個(gè)行業(yè)進(jìn)行了諸多實(shí)踐，后續(xù)將進(jìn)一步提高5G ToB行業(yè)實(shí)踐的規(guī)?；统墒旎潭?。

很多人不明白毫米波為什么直到現(xiàn)在才被應(yīng)用普及，實(shí)際上幾十年前毫米波就已經(jīng)開(kāi)始了討論和應(yīng)用，但那個(gè)時(shí)候的毫米波覆蓋范圍小，元器件昂貴，只能視距傳輸，因此也就無(wú)人將其應(yīng)用于移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)。現(xiàn)在業(yè)內(nèi)頭部品牌已經(jīng)用天線陣列、波束成型，實(shí)現(xiàn)5G毫米波波束成型，實(shí)現(xiàn)毫米波的長(zhǎng)距離和非視距傳輸。在技術(shù)和成本問(wèn)題都被解決后，5G毫米波就自然而然地開(kāi)始進(jìn)入商用部署。而且在低頻可用頻譜資源逐漸減少之后，5G必然要向高頻5G毫米波發(fā)展。

當(dāng)然，5G毫米波基站系統(tǒng)架構(gòu)方案、5G毫米波大規(guī)模天線陣列的天線單元設(shè)計(jì)和組陣設(shè)計(jì)，以及毫米波關(guān)鍵的前端射頻芯片設(shè)計(jì)考慮，這些要素是需要直接面對(duì)的。針對(duì)目前主流混合波束賦形架構(gòu)，需要高增益低剖面天線單元及合適的天線陣列布陣方式，以及要支持模擬波束賦形的集成多通道前端射頻芯片、變頻器、頻率源等系列芯片。其中集成多通道前端射頻芯片需要集成功放、低噪放、射頻開(kāi)關(guān)、調(diào)幅、調(diào)相器等多種功能，該類(lèi)芯片功能復(fù)雜，用量大，是產(chǎn)業(yè)界發(fā)展的關(guān)鍵;面對(duì)不同應(yīng)用場(chǎng)景覆蓋需求，5G毫米波也有宏基站和小基站等多種類(lèi)型設(shè)備，存在有不同輸出功率等級(jí)要求，因此毫米波前端射頻集成芯片也會(huì)有多種不同工藝方案，甚至是組合式的異質(zhì)集成方案。

相比低頻和中頻，高頻毫米波天線射頻一體設(shè)計(jì)是5G毫米波基站研究的重點(diǎn)之一。段滔指出，一方面，毫米波波長(zhǎng)短、天線單元小，單位面積內(nèi)可以集成大量的天線;另一方面由于毫米波系統(tǒng)工作頻段高，盡量縮短天線到模擬通道的距離是減小饋電損耗的有效手段。目前來(lái)看，針對(duì)5G毫米波基站設(shè)計(jì)而言，由于場(chǎng)景的多樣性和天線陣列的組合多，基于AiP的天線射頻一體設(shè)計(jì)是一種較為合理的設(shè)計(jì)方式。

融入建設(shè)與及時(shí)布局

要知道，目前工業(yè)領(lǐng)域是5G應(yīng)用發(fā)揮重要作用的主場(chǎng)景，而毫米波的出現(xiàn)提供了一個(gè)契機(jī)。以工業(yè)制造為例，5G毫米波達(dá)到光纖級(jí)的大帶寬和低時(shí)延，可以替代現(xiàn)在工廠里的有線以太網(wǎng)，對(duì)工業(yè)制造的靈活性提供更大的支持。在重新設(shè)備生產(chǎn)線的時(shí)候，無(wú)須修改有線網(wǎng)絡(luò)，就能實(shí)現(xiàn)工廠的重構(gòu)，更加快速地實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)。5G毫米波還能在許多工業(yè)場(chǎng)景里提高工人工作安全性。在一些危險(xiǎn)的工業(yè)場(chǎng)景，例如高壓電輸變電線路的運(yùn)維，可以通過(guò)機(jī)器人上的高清相機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)巡查，而只有5G毫米波的帶寬，才能傳輸超清畫(huà)面，滿足中控室通過(guò)畫(huà)面檢查設(shè)備運(yùn)營(yíng)情況的要求，這個(gè)應(yīng)用大大提高巡查效率，也大大減少工人受傷的可能性。

另外，開(kāi)篇提到的“5.5G”概念，這里也可以簡(jiǎn)單聊聊。5.5G在原有3GPP定義的三種業(yè)務(wù)基礎(chǔ)上進(jìn)行擴(kuò)充，新增三種業(yè)務(wù)類(lèi)型：上行超寬帶（UCBC），寬帶實(shí)時(shí)交互（RTBC）和通信融合感知（HCS），網(wǎng)絡(luò)能力將增強(qiáng)10倍，其中，就包含上行能力，時(shí)延能力和定位精度等。要知道，毫米波具備更寬的頻譜資源，更高的空域隔離度，更窄的波束，更精準(zhǔn)的波束協(xié)同等特征，這將使得上下行靈活時(shí)隙配比更容易實(shí)現(xiàn)并大幅提升定位和感知能力，從而滿足大上行和通信融合感知業(yè)務(wù)需求。同時(shí)，毫米波TTI（傳輸時(shí)間間隔）更小，這將大幅降低網(wǎng)絡(luò)時(shí)延，使能寬帶實(shí)時(shí)交互業(yè)務(wù)，極大地豐富人們的生活?yuàn)蕵?lè)方式。

畢竟，毫米波具有大容量、大帶寬等天然優(yōu)勢(shì)，不僅能滿足人流密集區(qū)域的網(wǎng)絡(luò)容量需求，還可以為自動(dòng)控制、VR/AR、檢測(cè)等業(yè)務(wù)提供支撐，有望在5G網(wǎng)絡(luò)部署中發(fā)揮重要作用。在高層來(lái)說(shuō)，工信部高度重視5G毫米波的發(fā)展，提前組織、積極儲(chǔ)備，持續(xù)推動(dòng)產(chǎn)業(yè)成熟。

一是依托新一代寬帶無(wú)線移動(dòng)通信網(wǎng)重大專(zhuān)項(xiàng)，支持5G毫米波關(guān)鍵技術(shù)研究和產(chǎn)品研發(fā)攻關(guān)，著力提升我國(guó)5G毫米波技術(shù)產(chǎn)業(yè)能力;二是組織愛(ài)立信、華為、中興、高通、聯(lián)發(fā)科等國(guó)內(nèi)外系統(tǒng)、芯片企業(yè)，聯(lián)合開(kāi)展5G毫米波技術(shù)試驗(yàn)，解決技術(shù)難題，驗(yàn)證產(chǎn)品性能;三是協(xié)調(diào)產(chǎn)業(yè)界各方就5G毫米波的載波帶寬、幀結(jié)構(gòu)等關(guān)鍵參數(shù)達(dá)成一致，已經(jīng)奠定了很好的基礎(chǔ)。目前，主流廠商已經(jīng)陸續(xù)立啟動(dòng)了單載波帶寬為200兆的5G毫米波設(shè)備的研發(fā)和測(cè)試工作。

另外，加強(qiáng)技術(shù)攻關(guān)，夯實(shí)5G毫米波產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)，也是一個(gè)重點(diǎn)。圍繞個(gè)人用戶及垂直行業(yè)需求，技術(shù)研究、產(chǎn)品研發(fā)等各項(xiàng)工作，持續(xù)優(yōu)化波束管理等關(guān)鍵技術(shù)，進(jìn)一步提升5G毫米波產(chǎn)品的穩(wěn)定性、可靠性，持續(xù)推進(jìn)5G毫米波技術(shù)試驗(yàn)，進(jìn)一步暢通系統(tǒng)、芯片、終端等產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)，加速5G毫米波產(chǎn)業(yè)鏈的熟悉。

業(yè)內(nèi)有專(zhuān)家提出，挖掘應(yīng)用場(chǎng)景助力5G毫米波商用落地，也是當(dāng)前的一個(gè)布網(wǎng)核心考慮要素。聚焦工業(yè)、交通、傳媒等重點(diǎn)行業(yè)，加速5G毫米波在室內(nèi)展館、室外場(chǎng)館、高人流街區(qū)等典型場(chǎng)景的應(yīng)用演示和驗(yàn)證，探索可推廣、可復(fù)制的網(wǎng)絡(luò)部署模式、商業(yè)運(yùn)營(yíng)模式，積極拓展5G毫米波應(yīng)用場(chǎng)景，與Sub-6G形成有效的互補(bǔ)。更重要的是，5G毫米波、XR等技術(shù)的落地應(yīng)用，離不開(kāi)產(chǎn)業(yè)鏈相關(guān)環(huán)節(jié)的深入合作。今年5月，在中國(guó)IMT-2020（5G）推進(jìn)組和中國(guó)聯(lián)通的支持下，高通、中興通訊、TVUNetworks等共同完成了5G毫米波8K視頻回傳業(yè)務(wù)演示，充分發(fā)揮出5G毫米波高速率、低時(shí)延等優(yōu)勢(shì)，能夠?yàn)閄R應(yīng)用所涉及的3D畫(huà)面數(shù)據(jù)高速、實(shí)時(shí)傳輸提供更好的支持。

后記

5G的快速發(fā)展是產(chǎn)業(yè)界共同努力的結(jié)果，要積極開(kāi)展跨行業(yè)、跨領(lǐng)域的溝通交流。深化各方在5G毫米波技術(shù)創(chuàng)新、應(yīng)用探索等方面的合作，緊密跟蹤全球5G毫米波發(fā)展態(tài)勢(shì)，吸收國(guó)際先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，加強(qiáng)雙邊多邊協(xié)作，共同營(yíng)造優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)、互利共贏的良好產(chǎn)業(yè)生態(tài)。在各方的共同努力，我國(guó)5G毫米波發(fā)展取得積極成效。但在產(chǎn)品研發(fā)、應(yīng)用場(chǎng)景探索等方面仍存在一定挑戰(zhàn)，需要產(chǎn)業(yè)界繼續(xù)努力。

額外提一下。我們常說(shuō)，為了縮小數(shù)字鴻溝問(wèn)題，從太空衛(wèi)星，到高空熱氣球，從大型太陽(yáng)能飛機(jī)，到小型無(wú)人機(jī)熱點(diǎn)，各種高科技創(chuàng)意層出不窮。其中有一種此前被忽視的傳統(tǒng)技術(shù)，又因?yàn)?G毫米波的成熟，而重新獲得青睞，那就是固定無(wú)線接入FWA，通過(guò)CPE設(shè)備將移動(dòng)通信信號(hào)轉(zhuǎn)為局域網(wǎng)寬帶信號(hào)，這種技術(shù)在4G時(shí)代就極為常見(jiàn)，但受限于4G網(wǎng)絡(luò)帶寬上限，一直只能作為Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)的補(bǔ)充，部署在廠區(qū)宿舍等場(chǎng)景。這個(gè)話題我們之后再討論。

總之，超大帶寬、超低時(shí)延、超大用戶容量三大特性，讓5G毫米波可以用于高清視頻、AR/VR、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、車(chē)聯(lián)網(wǎng)等多個(gè)垂直領(lǐng)域，5G在智慧廠區(qū)、智慧園區(qū)和智慧碼頭等場(chǎng)景的應(yīng)用也將隨著毫米波的成熟而普及開(kāi)來(lái)。