我國迎來微波通信可使用(yong)頻段調整，毫米波的(de)“黃金時代”到了?
1月(yue)初，工業和(he)信息化(hua)部發布了(le)《關于微波(bo)通(tong)信系(xi)(xi)統頻率使用規劃調整及無線(xian)電管理有關事項(xiang)的通(tong)知》(以下簡稱《通(tong)知》)，對我國微波(bo)通(tong)信系(xi)(xi)統頻率使用規劃進行優化(hua)調整。
《通(tong)知(zhi)》中提出，調整后微波通(tong)信系統可(ke)使(shi)用(yong)頻段為(wei)：4500-4800MHz、7125-7725MHz、7725-8500MHz、10.7-11.7GHz、12.75-13.25GHz、14.5-15.35GHz、21.2-23.6GHz 和 71-76GHz / 81-86GHz。
順應我國微波通信產業發展新形勢新要求，結合微波通信系統應用的新場景新模式，通過新增毫米波頻段大帶寬微波通信系統頻率使用規劃、優化中低頻段既有微波通信系統頻率和波道帶寬、調整微波波道配置與國際標準接軌等方式，進一步滿足5G基站等高容量信息傳輸(微波回傳)場景需求，并為我國5G、工業互聯網以(yi)及(ji)未來(lai)6G等(deng)預留(liu)了頻譜資源，更好滿足微波通信(xin)等(deng)無線電產業高質量發展需要。
此外，《通知》還明確了頻率(lv)(lv)使用(yong)(yong)許(xu)可權限(xian)和使用(yong)(yong)率(lv)(lv)要(yao)求。微波通信鏈路涉及(ji)三個及(ji)以上省(sheng)(區、市)以及(ji)跨境微波通信系統，由(you)國家(jia)無線(xian)電(dian)管(guan)理(li)機構實(shi)施頻率(lv)(lv)使用(yong)(yong)許(xu)可;其他情形由(you)各地無線(xian)電(dian)管(guan)理(li)機構實(shi)施頻率(lv)(lv)使用(yong)(yong)許(xu)可。使用(yong)(yong)微波通信系統頻段占用(yong)(yong)度不得低于 80%，年時間占用(yong)(yong)度不得低于 60%。
《通知》將于今日起(qi)正式(shi)施行。
5G下半場，毫米波走進現實
在(zai)調整后的(de)可用頻段規劃中(zhong)，可以看到(dao)“71-76GHz / 81-86GHz”赫然在(zai)列，而眾所周知，毫米(mi)波(bo)(mmWave)是波(bo)長約(yue)為(wei)1-10毫米(mi)、頻率(lv)范圍為(wei)30-300GHz的(de)電磁(ci)波(bo)，因此，可以預見的(de)是，在(zai)今后幾(ji)年中(zhong)，毫米(mi)波(bo)將會是發揮及完善5G網(wang)絡和應用的(de)一個(ge)重要方向。
在4G和5G之前，移動通信很少對高頻率頻譜進行利用，而隨著移動互聯網和物聯網的飛(fei)速發展，諸如AR/VR、車聯網等新業務的數(shu)據(ju)量和(he)用戶數(shu)呈現指數(shu)增長(chang)的井噴(pen)態勢，對移動數(shu)據(ju)流量的需求(qiu)也呈現爆(bao)炸(zha)式增長(chang)，充足的頻譜資源(yuan)成為保障更(geng)高速率數(shu)據(ju)傳輸的必要條件。
目前，國內的(de)5G主要為Sub-6GHz頻(pin)(pin)(pin)(pin)段，而(er)伴隨著5G滲透率(lv)的(de)進(jin)一步提(ti)高(gao)和(he)應用場景的(de)快速(su)拓(tuo)展，用戶對(dui)于(yu)(yu)5G的(de)需(xu)求已經(jing)(jing)開始向著更加細分(fen)的(de)領域拓(tuo)展，未(wei)來將逐漸從(cong)低頻(pin)(pin)(pin)(pin)轉向低頻(pin)(pin)(pin)(pin)和(he)毫米波(bo)等高(gao)頻(pin)(pin)(pin)(pin)并(bing)重的(de)模(mo)式，從(cong)而(er)實現5G的(de)最優體驗。然(ran)而(er)，目前Sub-6GHz的(de)頻(pin)(pin)(pin)(pin)譜資(zi)源已經(jing)(jing)分(fen)配殆盡，很(hen)難再找到連(lian)續的(de)大帶寬(kuan)頻(pin)(pin)(pin)(pin)譜來支(zhi)撐(cheng)移(yi)動通(tong)(tong)信超高(gao)數據傳輸速(su)率(lv)，而(er)毫米波(bo)頻(pin)(pin)(pin)(pin)段有豐(feng)富的(de)帶寬(kuan)資(zi)源，還(huan)可以極大提(ti)高(gao)通(tong)(tong)信速(su)率(lv)，這些特點(dian)為超高(gao)速(su)通(tong)(tong)信業務提(ti)供了可能。例如，eMBB用例的(de)數據速(su)率(lv)可達10Gb/s，是4G的(de)100倍，鑒于(yu)(yu)小于(yu)(yu)6Ghz的(de)頻(pin)(pin)(pin)(pin)譜已經(jing)(jing)全(quan)部(bu)分(fen)配，所以超過6Ghz的(de)頻(pin)(pin)(pin)(pin)譜，特別(bie)是在毫米波(bo)范(fan)圍中的(de)頻(pin)(pin)(pin)(pin)譜就成為應對(dui)eMBB用例的(de)絕佳選擇。
不過(guo)，與5G的(de)(de)其他低頻段相比，毫米波技(ji)術在落(luo)地上(shang)面臨著諸多難題，頻率衰(shuai)減大導致傳(chuan)輸距離有(you)限、不支(zhi)持(chi)沒有(you)直射徑的(de)(de)場景、高(gao)(gao)密度部署成(cheng)本高(gao)(gao)等問(wen)題成(cheng)為阻攔毫米波商用的(de)(de)幾座“大山(shan)”。然而，任何(he)一項技(ji)術都(dou)有(you)優缺點(dian)，毫米波也是(shi)一樣。
首先(xian)，毫米波頻譜(pu)資源(yuan)(yuan)充(chong)足，能夠(gou)緩解全(quan)球中低頻段頻譜(pu)資源(yuan)(yuan)枯竭(jie)的(de)困(kun)境;其(qi)次(ci)，毫米波的(de)連續大(da)帶(dai)寬能夠(gou)滿(man)足應用場景(jing)對(dui)與(yu)容(rong)量和性能等(deng)方(fang)面(mian)的(de)要(yao)求;此外，毫米波具有天線(xian)體(ti)積小、設備輕(qing)量化等(deng)特點，更易于(yu)網絡部署;最后(hou)，毫米波的(de)波束窄(zhai)、方(fang)向性好，能夠(gou)提升(sheng)定位的(de)精度。
當(dang)前，我國(guo)已(yi)經建成(cheng)全球最大(da)的(de)5G網(wang)(wang)絡(luo)(luo)，而6G網(wang)(wang)絡(luo)(luo)預計(ji)也會在2030年商(shang)用(yong)(yong)，6G時代將(jiang)通過(guo)天地(di)海一體化組網(wang)(wang)，將(jiang)實現全域無縫的(de)網(wang)(wang)絡(luo)(luo)覆蓋，這些未來應用(yong)(yong)也都(dou)(dou)給(gei)毫(hao)米(mi)波提供(gong)了廣闊的(de)應用(yong)(yong)空間，很多政策也都(dou)(dou)在為毫(hao)米(mi)波的(de)發(fa)展提供(gong)良(liang)好的(de)條件(jian)。
兩年前，工信部等十部門聯合印發了《5G應用“揚帆”行動計劃(2021-2023年)》，明確提出未來三年我國5G發展的目標，今年更是該計劃的收官之年。在該計劃中，就曾提出有關毫米波的相關規劃，包括：適時發布5G毫米波頻率規劃，探索5G毫米波頻率使用許可實行招標制度，加快輕量化5G芯片模(mo)組和(he)毫(hao)米(mi)波(bo)器件的研發及產(chan)業(ye)化等。其(qi)中，5G產(chan)業(ye)基礎強化行動(dong)還提出(chu)要(yao)組織開(kai)展(zhan)5G毫(hao)米(mi)波(bo)基站(zhan)研發和(he)端到(dao)端測試，加快技術和(he)產(chan)品成熟，奠定5G毫(hao)米(mi)波(bo)商用的產(chan)業(ye)基礎。
5G毫米波產業鏈有望爆發
相對于中(zhong)低頻(pin)段(duan)而言，毫米波(bo)具備(bei)頻(pin)率高、大(da)帶寬、低時延、容納用(yong)戶量大(da)等(deng)特性(xing)，成(cheng)為適合部署(shu)到(dao)大(da)型活動(dong)場所(suo)、企業辦公、交(jiao)通樞紐、固定(ding)無線接(jie)入和(he)工業制造(zao)等(deng)領(ling)域的關鍵。近(jin)幾年，已有(you)企業和(he)消費者的終端設備(bei)及基礎設施(shi)產(chan)品支持毫米波(bo)部署(shu)，5G毫米波(bo)的商用(yong)化(hua)更(geng)是(shi)早(zao)已拉開帷幕。
GSMA在《5G毫米(mi)波技術(shu)白皮書》中(zhong)提(ti)到，當前(qian)5G毫米(mi)波產(chan)(chan)業(ye)發展生(sheng)態已經(jing)比較完整，具備部署和商業(ye)化的條件，產(chan)(chan)業(ye)鏈各環節潛能巨大(da)。目(mu)前(qian)，如華為(wei)、中(zhong)興、愛立信(xin)、中(zhong)信(xin)科(ke)(ke)、諾(nuo)基(ji)亞(ya)貝爾等主流的移動通信(xin)設(she)備提(ti)供商都已經(jing)推(tui)出了支(zhi)持5G毫米(mi)波的基(ji)站設(she)備，部分廠商已經(jing)開(kai)始(shi)銷售第(di)二代或者(zhe)第(di)三代產(chan)(chan)品(pin)(pin)，終端(duan)設(she)備廠商也發布了大(da)量支(zhi)持5G毫米(mi)波的產(chan)(chan)品(pin)(pin)，在芯片(pian)方面(mian)，高通、海思、三星、聯發科(ke)(ke)均部署了毫米(mi)波芯片(pian)。
中國電科38所(suo)發布的高性(xing)能77GHz毫(hao)米波(bo)芯片
事實上，中國(guo)的(de)5G毫米波(bo)商用(yong)早已(yi)排上日程(cheng)，早前2020年(nian)8月底，中國(guo)聯通(tong)就已(yi)經公布(bu)了5G毫米波(bo)的(de)發展(zhan)時間表(biao)。按照(zhao)規劃，2021年(nian)3月完成(cheng)測(ce)試和方案評估，完成(cheng)毫米波(bo)端網協同(tong)互(hu)通(tong)測(ce)試，當年(nian)6月完成(cheng)相關體(ti)(ti)育場館設備部(bu)署(shu)，完成(cheng)毫米波(bo)應用(yong)產品(pin)體(ti)(ti)驗(yan)部(bu)署(shu)。
產(chan)業鏈的普遍觀點認(ren)為(wei)(wei)，中國(guo)(guo)會(hui)在(zai)2022年(nian)實現5G毫米(mi)波(bo)商用，然而(er)這一(yi)預測并沒(mei)有(you)應驗。當前(qian)，我國(guo)(guo)尚未(wei)向運營商提供毫米(mi)波(bo)頻(pin)譜進行商業部署，一(yi)直(zhi)沒(mei)有(you)下發毫米(mi)波(bo)牌照，很(hen)大程(cheng)度上也是為(wei)(wei)了能夠(gou)更加(jia)穩健(jian)的發展毫米(mi)波(bo)產(chan)業。
相比于歐美等國，我(wo)國5G毫米(mi)波(bo)(bo)(bo)產業鏈(lian)成熟(shu)度相對落后。具(ju)體(ti)來說(shuo)，表現在(zai)毫米(mi)波(bo)(bo)(bo)設備形態(tai)單一、功(gong)能和(he)性能尚不滿足(zu)5G組網需求、5G毫米(mi)波(bo)(bo)(bo)芯片和(he)終端型號較(jiao)少、覆蓋(gai)種類和(he)形態(tai)不夠豐富(fu)這幾個(ge)方(fang)面。其中，阻礙因素主要(yao)來自(zi)于高(gao)頻器(qi)件(jian)，包括：高(gao)速高(gao)精度的數模(mo)(mo)及(ji)模(mo)(mo)數轉換(huan)芯片、高(gao)頻功(gong)率放(fang)(fang)大器(qi)、低噪聲放(fang)(fang)大器(qi)、濾波(bo)(bo)(bo)器(qi)、集成封(feng)裝天線等。
不過，近年來我國(guo)(guo)一直在(zai)大力支持5G毫(hao)(hao)米(mi)波相關產(chan)業(ye)的發展。如(ru)2021年11月(yue)，工(gong)業(ye)和(he)信息化(hua)部批復組建國(guo)(guo)家(jia)5G中(zhong)高(gao)頻(pin)(pin)(pin)器(qi)(qi)件(jian)創新(xin)中(zhong)心，圍繞5G中(zhong)高(gao)頻(pin)(pin)(pin)器(qi)(qi)件(jian)領域重大需求，聚焦新(xin)型半導體材料(liao)及工(gong)藝、5G中(zhong)高(gao)頻(pin)(pin)(pin)核心器(qi)(qi)件(jian)、面向(xiang)(xiang)射頻(pin)(pin)(pin)前端的硅基毫(hao)(hao)米(mi)波集(ji)成芯片等三大研發方(fang)向(xiang)(xiang)，支撐我國(guo)(guo)5G中(zhong)高(gao)頻(pin)(pin)(pin)器(qi)(qi)件(jian)產(chan)業(ye)創新(xin)發展。據GSMA預計，5G毫(hao)(hao)米(mi)波作(zuo)為高(gao)速接入、工(gong)業(ye)自動(dong)化(hua)、醫(yi)療健(jian)康、智(zhi)能(neng)交通、虛(xu)擬現實等方(fang)面的核心賦(fu)能(neng)技(ji)術(shu)之(zhi)一，將在(zai)2035年前對全球GDP做出5650億(yi)美元的貢獻，占到5G總貢獻的四分之(zhi)一;到2034年前，在(zai)中(zhong)國(guo)(guo)使用5G毫(hao)(hao)米(mi)波頻(pin)(pin)(pin)段(duan)所帶來的經濟(ji)收益將達到約1040億(yi)美元。
我國可能“后發先至”
不過(guo)，雖然在中(zhong)國(guo)5G毫(hao)米(mi)波(bo)尚處于試驗測試階段(duan)(duan)，但是在全(quan)球部分國(guo)家(jia)和地(di)區，毫(hao)米(mi)波(bo)早(zao)已(yi)(yi)實(shi)現商(shang)用。據悉，北美、亞太、歐(ou)(ou)洲等多個(ge)區域都已(yi)(yi)經(jing)進(jin)行(xing)了毫(hao)米(mi)波(bo)頻(pin)(pin)段(duan)(duan)的(de)頻(pin)(pin)譜(pu)分配，如德國(guo)、英國(guo)、意大(da)利(li)(li)、韓國(guo)、澳大(da)利(li)(li)亞等已(yi)(yi)開展毫(hao)米(mi)波(bo)商(shang)用部署。根(gen)據GSA的(de)數據，近10%的(de)5G終(zhong)端設備與毫(hao)米(mi)波(bo)兼容，全(quan)球有(you)118家(jia)運營(ying)商(shang)持有(you)該頻(pin)(pin)段(duan)(duan)的(de)許可證。高通也指(zhi)出，歐(ou)(ou)洲已(yi)(yi)有(you)14個(ge)國(guo)家(jia)提供(gong)毫(hao)米(mi)波(bo)頻(pin)(pin)段(duan)(duan)，預計(ji)未來還會(hui)有(you)更多的(de)國(guo)家(jia)提供(gong)。就中(zhong)國(guo)而(er)言，已(yi)(yi)經(jing)實(shi)現了Sub-6頻(pin)(pin)段(duan)(duan)的(de)5G商(shang)用，目前(qian)正在規劃5G毫(hao)米(mi)波(bo)的(de)商(shang)用。
不過，在(zai)(zai)這些國家(jia)中，5G毫米(mi)波(bo)的(de)發展也并非(fei)那么一(yi)帆風(feng)順(shun)。到目前為止，韓(han)國運(yun)(yun)營商LG U+已建設(she)1868臺(tai)5G 28GHz基(ji)站(zhan)設(she)備(bei)，SKT有(you)1605臺(tai)，KT有(you)1586臺(tai)，三(san)家(jia)運(yun)(yun)營商的(de)毫米(mi)波(bo)基(ji)站(zhan)建設(she)完(wan)成(cheng)率僅為10.6-12.5%。而且當前韓(han)國70%的(de)移動用戶仍在(zai)(zai)使(shi)(shi)用4G網絡，5G用戶的(de)比(bi)例(li)約為24%。鑒于此，去年11月(yue)18日，韓(han)國科學和信(xin)息通信(xin)技術(shu)部就宣布取(qu)消運(yun)(yun)營商KT和LG U+的(de)5G 28GHz頻(pin)段頻(pin)率分配，SKT的(de)28GHz毫米(mi)波(bo)使(shi)(shi)用期限也被(bei)縮短為6個月(yue)，如果在(zai)(zai)今年5月(yue)底前無(wu)法建成(cheng)15000臺(tai)28GHz 5G基(ji)站(zhan)設(she)備(bei)，同樣(yang)將被(bei)吊銷28GHz頻(pin)譜牌照(zhao)。
由此看來，5G毫米波的(de)發展也不可(ke)操之過急，移動通(tong)信作為“長坡厚(hou)雪”的(de)行業(ye)，今(jin)后(hou)的(de)研究(jiu)還將向更高的(de)頻率(lv)進行拓(tuo)展，甚至(zhi)是(shi)太赫茲或者(zhe)是(shi)可(ke)見光領域都有可(ke)能(neng)，我國用時間換取(qu)產業(ye)的(de)穩健發展和使用場景的(de)拓(tuo)寬也不失為一(yi)種良策(ce)。
參考資料：
1.《充分發揮頻譜優勢(shi) 毫米波賦能(neng)5G數(shu)字生活》，C114通信網(wang)
2.《釋放5G潛(qian)能(neng)5G毫米波進入(ru)商用沖(chong)刺階段》，愛云(yun)資訊(xun)
