2019年6月6日,,工信部向中國(guó)電信,、中國(guó)移動(dòng)、中國(guó)聯(lián)通,、中國(guó)廣電四家運(yùn)營(yíng)商頒發(fā)了《基礎(chǔ)電信業(yè)務(wù)經(jīng)營(yíng)許可證》,。隨著國(guó)內(nèi)5G商用元年的開啟,大規(guī)模的5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)全面啟動(dòng),,面向各行各業(yè),,基于大寬帶、海量連接,、低延時(shí),、高可靠等特性的產(chǎn)業(yè)應(yīng)用蓄勢(shì)待發(fā)。彼時(shí),,作為物聯(lián)網(wǎng),、人工智能等美好愿景的強(qiáng)大后盾,產(chǎn)業(yè)鏈上下游對(duì)于5G未來(lái)的發(fā)展充滿了無(wú)限想象空間,。
如今,,距離5G牌照發(fā)放已經(jīng)過(guò)去了兩年光景。據(jù)工信部6月發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示,,我國(guó)已建成 5G 基站近 85 萬(wàn)個(gè),,形成了全球最大的5G獨(dú)立組網(wǎng)網(wǎng)絡(luò),5G行業(yè)應(yīng)用創(chuàng)新案例已超過(guò) 1 萬(wàn)個(gè),。在5G的加持下,,以4K/8K超高清視頻,、VR/AR,、自動(dòng)駕駛,、無(wú)人機(jī)、智能機(jī)器人為代表的應(yīng)用場(chǎng)景快速發(fā)展,。
然而,,在5G網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)如火如荼推進(jìn)、終端應(yīng)用陸續(xù)爆發(fā)之際,,有限的頻譜資源卻在無(wú)形中形成了一道制約5G發(fā)展的“枷鎖”,。
“優(yōu)化存量”與“開墾新地”并行
無(wú)線電頻譜作為自然界存在的一種天然資源,看不見,、摸不著,,但可以作為傳輸載體對(duì)符號(hào)、文字,、聲音,、圖像等信息進(jìn)行收發(fā)。作為一種固定資源,,無(wú)線電頻譜在終端用戶規(guī)模與日俱增的智能時(shí)代也變得尤為珍貴,,近幾十年來(lái),無(wú)線電頻譜已經(jīng)越來(lái)越擁擠,,如何在保障通信技術(shù)迭代及產(chǎn)業(yè)應(yīng)用創(chuàng)新發(fā)展的基礎(chǔ)上,,有效、合理,、充分利用頻譜資源就成為了通信領(lǐng)域必須面對(duì)的難題,。
5G時(shí)代,,無(wú)線電頻譜資源緊缺的原因主要有三:
首先是移動(dòng)通信的代際升級(jí)緩慢,,加劇了頻譜供求矛盾。目前,,2G,、3G加速退網(wǎng),但其實(shí)5G已經(jīng)開始商用兩年之久了,,各大運(yùn)營(yíng)商雖然都在極力扭轉(zhuǎn)2G,、3G、4G,、5G的“四世同堂”網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),,但2G、3G目前仍占用了部分優(yōu)質(zhì)頻譜資源,,如果無(wú)法完全退網(wǎng)就很難騰退頻譜資源,。
其次是無(wú)線電頻譜政策局限,加劇頻譜供求矛盾,。以美國(guó)頻譜政策為例,,美國(guó)運(yùn)營(yíng)商目前部署的5G網(wǎng)絡(luò)主要集中在高頻的毫米波上,,因?yàn)楦鶕?jù)政策,優(yōu)質(zhì)的中頻頻段已經(jīng)授予軍方使用,,難以騰退,,導(dǎo)致其頻譜資源緊張。
最后是高額的頻譜獲取成本,,加劇頻譜供求矛盾,。這一點(diǎn)在海外運(yùn)營(yíng)商身上更為明顯,他們?cè)谂馁u3G,、4G,、5G頻譜上的花費(fèi)已為其建網(wǎng)帶來(lái)了巨大壓力。國(guó)內(nèi)頻譜雖是授予運(yùn)營(yíng)商,,但各個(gè)運(yùn)營(yíng)商之間的博弈也會(huì)消耗大量成本,。
如果把無(wú)線網(wǎng)絡(luò)比作一片稻田的話,無(wú)線頻譜就是種植這些水稻的土地,。隨著人口增多,、糧食需求提升,想要每個(gè)人都“吃飽飯”就需要提高產(chǎn)量,,而面對(duì)有限的土地,,想要實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)無(wú)非只有兩種途徑——優(yōu)化存量與開墾新地。
優(yōu)化存量主要體現(xiàn)在2G,、3G加速退網(wǎng)及運(yùn)營(yíng)商頻譜共享兩個(gè)層面,。
首先,2G,、3G退網(wǎng)已成定局,,而過(guò)去幾年中,全球運(yùn)營(yíng)商在陸續(xù)推進(jìn)2G,、3G減頻退網(wǎng),,騰退出頻譜資源給4G和物聯(lián)網(wǎng)使用,或者將部分4G頻段重耕用于5G,,已取得了一定成效,。例如,中國(guó)移動(dòng)目前所擁有的2.6GHz頻段的5G資源,,其中2575-2635MHz頻段為重耕中國(guó)移動(dòng)已有的4G頻段,。
第二,頻譜共享模式正在向深水區(qū)探索,,目前主要有兩種方式,,一個(gè)是運(yùn)營(yíng)商內(nèi)不同網(wǎng)絡(luò)間頻譜共享,目前的技術(shù)發(fā)展完全可以實(shí)現(xiàn)不同代際網(wǎng)絡(luò)之間的頻譜共享;另一個(gè)是不同運(yùn)營(yíng)商之間頻譜共享,,“共建共享”已經(jīng)逐漸成為了目前5G發(fā)展的創(chuàng)新模式,,例如,中國(guó)電信與中國(guó)聯(lián)通分別持有100MHz中頻頻譜,,共享后雙方都可以使用200MHz的頻譜資源。
開墾新地則是指向著還未開發(fā)且資源豐富的頻段進(jìn)軍,,毫米波脫穎而出,。
為何是毫米波?
首先,,最簡(jiǎn)單的原因便是毫米波頻段資源豐饒,。毫米波一般指頻率在30GHz到300GHz這段范圍內(nèi)的無(wú)線電頻譜,而5G實(shí)際所用的頻段則是在24GHz到100GHz之間,,相較于2G,、3G、4G,、WiFi扎堆的Sub-6G頻譜,,毫米波頻譜資源的優(yōu)越性毋庸置疑。
其次,,毫米波可支持超低時(shí)延,。5G采用OFDM技術(shù),會(huì)把載波帶寬劃分成一個(gè)個(gè)的子載波,,同時(shí),,在時(shí)間上也會(huì)分成一個(gè)個(gè)的時(shí)隙,用子載波和時(shí)隙這兩個(gè)維度一起來(lái)傳數(shù)據(jù),。子載波寬度和時(shí)隙長(zhǎng)度成反比,,毫米波采用的子載波間隔比Sub-6G寬得多,一般為120KHz,,因此每個(gè)時(shí)隙的長(zhǎng)度就可以很短,。而5G是以時(shí)隙為單位調(diào)度數(shù)據(jù)的,時(shí)隙長(zhǎng)度越短,,意味著5G在物理層的時(shí)延越小,。
此外,毫米波可支持高精度定位,。毫米波有波束賦形的加持,,波束窄、方向性好,,有極高的空間分辨力,,同時(shí)由于時(shí)延小,可以實(shí)現(xiàn)超高精度的定位。
毋庸置疑,,基于國(guó)內(nèi)頻譜資源現(xiàn)狀及相關(guān)利好政策推動(dòng),,處于超高頻段的毫米波作為5G時(shí)代最具價(jià)值潛力的頻譜資源,于移動(dòng)產(chǎn)業(yè)及各大運(yùn)營(yíng)商而言,,像是一塊資源豐饒且尚未開墾的凈土,。
早在2020年3月,工信部發(fā)布的《關(guān)于推動(dòng)5G加快發(fā)展的通知》中就提出了適時(shí)發(fā)布部分5G毫米波頻段頻率使用規(guī)劃,,結(jié)合國(guó)家頻率規(guī)劃進(jìn)度安排,,組織開展毫米波設(shè)備和性能測(cè)試,為5G毫米波技術(shù)商用做好儲(chǔ)備,。隨后,,2021年4月30日,工信部網(wǎng)站發(fā)布了“公開征求對(duì)《5G應(yīng)用”揚(yáng)帆“行動(dòng)計(jì)劃(2021-2023年)》的意見”,,明確提出加強(qiáng)5G頻率資源保障,,其中亮點(diǎn)之一是探索新的頻率供應(yīng)制度,一方面是5G毫米波頻率制度的探索,,另一方面是5G供應(yīng)互聯(lián)網(wǎng)專用頻率探索,。
然而,功過(guò)參半,,毫米波雖然是5G時(shí)代的珍貴資源,,但其自身也同樣存在缺點(diǎn),致使其發(fā)展速度并未如預(yù)想中氣貫長(zhǎng)虹,。其中,,覆蓋差則是毫米波的致命弱點(diǎn)——由于毫米波頻率高,波長(zhǎng)短,,自由空間傳播損耗,、穿透損耗和繞射損耗大,且繞射能力差,,導(dǎo)致單小區(qū)覆蓋范圍很小,。實(shí)測(cè)顯示,即使終端處于視距(LoS)環(huán)境,,毫米波小區(qū)的覆蓋范圍不過(guò)100米左右,,幾乎與Wi-Fi覆蓋范圍差不多。
此外,,毫米波的基站單價(jià),、建設(shè)及運(yùn)營(yíng)成本相較Sub-6GHz而言高出很多,而面對(duì)毫米波本就需要建設(shè)更多基站的窘境,,高成本無(wú)疑進(jìn)一步為其產(chǎn)業(yè)落地增高了門檻,。
盡管如此,,毫米波在5G時(shí)代的優(yōu)勢(shì)仍舊吸引了產(chǎn)業(yè)鏈上下的高度關(guān)注,其早日落地商用的呼聲一浪高過(guò)一浪,。
在此背景下,,高通公司作為行業(yè)領(lǐng)軍企業(yè),也同樣關(guān)注到了5G毫米波的巨大發(fā)展空間,,并將于7月15日在西安舉辦2021高通5G&AIoT技術(shù)開放日活動(dòng),,特邀高通技術(shù)專家、合作伙伴與業(yè)界明星企業(yè)專家,,就5G應(yīng)用趨勢(shì),、5G及毫米波技術(shù)進(jìn)展和發(fā)展趨勢(shì)、5G通信模組及終端發(fā)展趨勢(shì)等熱點(diǎn)話題及行業(yè)優(yōu)秀案例進(jìn)行分享探討,。