眾所周知，頻譜是無線移動(dòng)通信技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)。如果從1895年俄國(guó)物理學(xué)家A.C.波波夫和意大利物理學(xué)家G.馬可尼成功進(jìn)行無線電通信試驗(yàn)算起，頻譜的發(fā)展已經(jīng)走過了百年。如今，5G的到來拓展了頻譜使用的界限，曾經(jīng)未被發(fā)掘的“滄海遺珠”毫米波開始展露價(jià)值，受到更多的關(guān)注。

5G具備更高的速度和更低的時(shí)延，能為以往移動(dòng)技術(shù)難以支持的新型應(yīng)用提供前所未有的支持。也正因?yàn)樾枰獫M足更加多樣化的場(chǎng)景和極致性能挑戰(zhàn)，5G網(wǎng)絡(luò)因此需要高頻段（毫米波（FR2））、低（6GHz以下（FR1））頻段協(xié)同發(fā)展。其中，低頻段一般作為5G基礎(chǔ)頻段，毫米波作為重要的補(bǔ)充頻段。在低頻段上部署5G對(duì)于運(yùn)營(yíng)商毫無壓力，而毫米波因?yàn)槠涓采w能力相對(duì)中低頻段較弱，難以實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)覆蓋，傳輸距離短等不足在5G商用前期未能得到充分重視。

作為5G重要的參與者，高通積極聯(lián)合行業(yè)伙伴克服技術(shù)挑戰(zhàn)，實(shí)現(xiàn)了毫米波技術(shù)和產(chǎn)品的成熟。針對(duì)移動(dòng)終端，高通推出多代的解決方案支持毫米波的應(yīng)用，并持續(xù)推動(dòng)毫米波技術(shù)演進(jìn)以及應(yīng)用拓展。

在日前召開的“GSMA毫米波技術(shù)深入解讀研討會(huì)”上，高通公司工程技術(shù)高級(jí)總監(jiān)駱濤博士透露，目前，毫米波已經(jīng)成為一項(xiàng)經(jīng)過驗(yàn)證的技術(shù)，Ookla基于400MHz帶寬的大量測(cè)試表明，毫米波的平均性能是6GHz以下網(wǎng)絡(luò)的4倍。除了投資中頻頻段和重耕低頻頻段，全球120家運(yùn)營(yíng)商也正在投資毫米波。

把“不可能變成可能” 克服毫米波移動(dòng)化挑戰(zhàn)

不同于早已被業(yè)界熟知的6GHz以下頻段，毫米波是移動(dòng)通信領(lǐng)域久久未經(jīng)開墾的蠻荒之地，但隨著挖掘的深入，毫米波擁有的“寶藏”并不少。

駱濤認(rèn)為，相比中低頻段，毫米波獨(dú)具優(yōu)勢(shì)。在他看來，“毫米波最大的優(yōu)點(diǎn)是帶寬資源較為豐富，運(yùn)營(yíng)商可以利用800MHz帶寬部署網(wǎng)絡(luò)；毫米波基站和支持毫米波的手機(jī)都能利用載波聚合或波束聚合實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸，在減少干擾的同時(shí)支持密集的空間復(fù)用。同時(shí)，它具備低時(shí)延的特性，該特性能夠支持一系列全新服務(wù)，這一特性對(duì)云游戲或云計(jì)算此類的應(yīng)用非常重要。”

相較毫米波的優(yōu)勢(shì)，其應(yīng)用的難度同樣突出。高通認(rèn)為主要有四大難點(diǎn)。一是覆蓋范圍有限且成本高昂。二是僅支持視距傳輸，手、身體、墻體甚至是植被、雨滴都會(huì)嚴(yán)重影響信號(hào)的傳播。三是僅可用于固定用例。四是終端外形較大，由于毫米波的帶寬更大，從本質(zhì)上來講，毫米波的帶寬也更高，這就為外形尺寸較小的終端帶來嚴(yán)峻的散熱挑戰(zhàn)。

事實(shí)上，業(yè)界清晰的看到了應(yīng)用毫米波的難度，對(duì)毫米波望而止步。在毫米波頻段不被看好之際，高通向外界證明了毫米波可以應(yīng)用于移動(dòng)通信領(lǐng)域。在移動(dòng)通信領(lǐng)域深耕30多年的高通有自己的一套理念。高通認(rèn)為，從愿景到發(fā)明、驗(yàn)證概念、標(biāo)準(zhǔn)化、試驗(yàn)、商用，最基礎(chǔ)的環(huán)節(jié)就是早期研發(fā)和技術(shù)發(fā)明，這對(duì)于推動(dòng)整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的建設(shè)發(fā)展至關(guān)重要。

也是在這種理念的推動(dòng)下，高通證明了毫米波的移動(dòng)性。針對(duì)以上四大難題。高通給出了四項(xiàng)解決辦法。駱濤稱，在5G時(shí)代，通過先進(jìn)的波束成形技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)超過150米的毫米波傳輸。這項(xiàng)技術(shù)不僅通過仿真實(shí)驗(yàn)得到了驗(yàn)證，而且在外場(chǎng)測(cè)試中也得到了驗(yàn)證，意味著毫米波能夠?qū)崿F(xiàn)與現(xiàn)有熱點(diǎn)和小基站的共址。同時(shí)，5G NR能夠解決“視距傳輸和固定傳輸”這兩大難題。5G設(shè)計(jì)中，物理層的信號(hào)能夠支持快速調(diào)整和切換附近的波束，這樣就能很好地利用多路徑和反射。

“此外，高通已經(jīng)推出了第三代面向移動(dòng)化需求的QTM535毫米波天線模組，該模組在非常緊湊的尺寸中集成了天線、射頻前端、收發(fā)器。如此一來，一部手機(jī)可以采用多個(gè)毫米波模組，不僅滿足智能手機(jī)緊湊纖薄的設(shè)計(jì)需求，同時(shí)滿足功耗需求并提供最大化的性能，打破了毫米波終端較大的刻板印象。”

“可以說，高通已經(jīng)克服了毫米波在技術(shù)和商業(yè)化方面的諸多障礙，高通不僅僅提供調(diào)制解調(diào)器，還提供端到端的系統(tǒng)設(shè)計(jì)，在很多關(guān)鍵技術(shù)方面，例如毫米波，都建立了先進(jìn)的原型系統(tǒng)，對(duì)其實(shí)際性能進(jìn)行了驗(yàn)證。” 駱濤表示。

技術(shù)/產(chǎn)業(yè)準(zhǔn)備就緒 攜手全行業(yè)擁抱毫米波

隨著技術(shù)和產(chǎn)業(yè)相繼成熟，5G商用正在不斷擴(kuò)展，覆蓋亞洲、北美、歐洲、中東及非洲、拉丁美洲、澳大利亞等國(guó)家和地區(qū)。目前，全球超過35個(gè)國(guó)家已經(jīng)部署商用5G網(wǎng)絡(luò)，超過80家運(yùn)營(yíng)商已經(jīng)部署商用5G網(wǎng)絡(luò)。

駱濤稱，目前全球各個(gè)國(guó)家正在不斷擴(kuò)展5G頻譜資源。未來，5G部署會(huì)擴(kuò)展至更多頻段，5G通用架構(gòu)能夠支持毫米波頻譜的擴(kuò)展，這樣可以很好地保護(hù)運(yùn)營(yíng)商的投資，并很快地支持這些新的頻段。

放眼全球市場(chǎng)，美國(guó)、日本、韓國(guó)在毫米波應(yīng)用領(lǐng)域起步較早，也取得了可喜的商業(yè)進(jìn)程。中國(guó)被認(rèn)為是5G規(guī)模最大的市場(chǎng)，而毫米波頻段的使用將會(huì)為中國(guó)帶來明顯的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。根據(jù)GSMA發(fā)布經(jīng)濟(jì)預(yù)測(cè)報(bào)告顯示，到2030年毫米波頻段為中國(guó)帶來1000億美元以上的經(jīng)濟(jì)的效益。

在中國(guó)，政府已經(jīng)為毫米波分配了試驗(yàn)頻段，各個(gè)運(yùn)營(yíng)商均啟動(dòng)了相關(guān)的試驗(yàn)。不僅是運(yùn)營(yíng)商，設(shè)備廠商、芯片廠商、模組廠商、終端廠商等產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)都在積極推動(dòng)毫米波商用。在生態(tài)合力之下，中國(guó)毫米波商用指日可待。

當(dāng)然，這少不了高通的支持，高通通過其領(lǐng)先的產(chǎn)品及技術(shù)，積極加速毫米波在中國(guó)的落地。一直和高通有著深厚合作的中國(guó)移動(dòng)認(rèn)為，其將會(huì)在2022年具備毫米波規(guī)模商用能力。

與此同時(shí)，毫米波相關(guān)技術(shù)也在持續(xù)向前發(fā)展。據(jù)駱濤介紹，在今年6月，3GPP完成了Rel-16的凍結(jié)并開始啟動(dòng)Rel-17的研究。在已完成的Rel-16項(xiàng)目中，引入了很多支持毫米波的5G NR增強(qiáng)特性，例如集成接入及回傳（IAB）。在Rel-17及未來版本項(xiàng)目中將引入更多支持毫米波的5G NR增強(qiáng)特性，例如優(yōu)化IAB支持分布式部署，這項(xiàng)增強(qiáng)特性能夠幫助引入全雙工運(yùn)行和移動(dòng)中繼（例如汽車），以提升容量、覆蓋和服務(wù)質(zhì)量；Rel-17及未來版本還將引入優(yōu)化的網(wǎng)絡(luò)覆蓋和波束管理，減少系統(tǒng)開銷、增強(qiáng)性能、提高網(wǎng)絡(luò)覆蓋。

“4G改變生活，5G改變社會(huì)”，隨著產(chǎn)業(yè)探索毫米波全新機(jī)遇的腳步向前邁進(jìn)，毫米波商用帶來的全新能力和效率，將會(huì)使更多新應(yīng)用和場(chǎng)景受益，讓5G真正地改變社會(huì)。
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