我(wo)國迎來微波通信可使用(yong)頻段調整(zheng)，毫米波的“黃金時代”到了?
1月(yue)初，工業和信(xin)息(xi)化(hua)部發布了《關(guan)(guan)于微波通(tong)(tong)(tong)信(xin)系(xi)統(tong)頻率(lv)使用規(gui)劃(hua)調整及無線(xian)電(dian)管理(li)有關(guan)(guan)事項的(de)通(tong)(tong)(tong)知(zhi)》(以(yi)下簡(jian)稱(cheng)《通(tong)(tong)(tong)知(zhi)》)，對我國微波通(tong)(tong)(tong)信(xin)系(xi)統(tong)頻率(lv)使用規(gui)劃(hua)進行優化(hua)調整。
《通知(zhi)》中提(ti)出(chu)，調整后微波通信系(xi)統可使用頻段為：4500-4800MHz、7125-7725MHz、7725-8500MHz、10.7-11.7GHz、12.75-13.25GHz、14.5-15.35GHz、21.2-23.6GHz 和(he) 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、工業互聯網以及未(wei)來(lai)6G等預留(liu)了頻譜資(zi)源(yuan)，更好(hao)滿足微(wei)波通(tong)信等無線電產(chan)業(ye)高質量發展需要。
此外，《通知》還(huan)明確了頻率使用(yong)許可(ke)權限和(he)使用(yong)率要求(qiu)。微(wei)波(bo)通信鏈路(lu)涉(she)及三(san)個(ge)及以(yi)上省(區、市)以(yi)及跨(kua)境微(wei)波(bo)通信系統，由國家無線電(dian)管理機(ji)構(gou)實施(shi)頻率使用(yong)許可(ke);其他情形由各地無線電(dian)管理機(ji)構(gou)實施(shi)頻率使用(yong)許可(ke)。使用(yong)微(wei)波(bo)通信系統頻段占用(yong)度不得(de)低(di)于(yu) 80%，年時(shi)間占用(yong)度不得(de)低(di)于(yu) 60%。
《通知》將于今日(ri)起正式(shi)施(shi)行。
5G下半場，毫米波走進現實
在(zai)調整(zheng)后的(de)可用(yong)頻段規(gui)劃中，可以看到“71-76GHz / 81-86GHz”赫然在(zai)列，而眾所周知，毫(hao)米波(bo)(bo)(mmWave)是波(bo)(bo)長約為1-10毫(hao)米、頻率范圍為30-300GHz的(de)電磁波(bo)(bo)，因此，可以預見的(de)是，在(zai)今后幾年(nian)中，毫(hao)米波(bo)(bo)將會是發(fa)揮及完善5G網絡和應用(yong)的(de)一個重(zhong)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(de)(de)(de)飛速發展，諸如AR/VR、車(che)聯網(wang)等新(xin)業務的(de)(de)(de)數據量和(he)用戶數呈現指數增長的(de)(de)(de)井噴態勢，對移動數據流量的(de)(de)(de)需求(qiu)也呈現爆炸式(shi)增長，充足(zu)的(de)(de)(de)頻譜資源成為保障更高速率數據傳(chuan)輸的(de)(de)(de)必要條件。
目前(qian)，國(guo)內(nei)的(de)(de)(de)(de)5G主(zhu)要為Sub-6GHz頻(pin)段，而伴(ban)隨著5G滲(shen)透(tou)率的(de)(de)(de)(de)進(jin)一步(bu)提(ti)高(gao)和(he)應(ying)用場(chang)景的(de)(de)(de)(de)快速拓展，用戶(hu)對于5G的(de)(de)(de)(de)需求已經(jing)(jing)開始向(xiang)著更加(jia)細分的(de)(de)(de)(de)領(ling)域拓展，未來(lai)將(jiang)逐漸從(cong)低頻(pin)轉向(xiang)低頻(pin)和(he)毫米(mi)(mi)波(bo)(bo)等高(gao)頻(pin)并重的(de)(de)(de)(de)模式(shi)，從(cong)而實(shi)現5G的(de)(de)(de)(de)最優體驗。然而，目前(qian)Sub-6GHz的(de)(de)(de)(de)頻(pin)譜(pu)資(zi)源已經(jing)(jing)分配(pei)殆盡，很難再找到連續的(de)(de)(de)(de)大帶寬(kuan)頻(pin)譜(pu)來(lai)支撐移動(dong)通信超(chao)高(gao)數據傳輸速率，而毫米(mi)(mi)波(bo)(bo)頻(pin)段有豐富的(de)(de)(de)(de)帶寬(kuan)資(zi)源，還可以(yi)極大提(ti)高(gao)通信速率，這些特(te)點為超(chao)高(gao)速通信業務(wu)提(ti)供了可能(neng)。例如，eMBB用例的(de)(de)(de)(de)數據速率可達(da)10Gb/s，是4G的(de)(de)(de)(de)100倍(bei)，鑒于小于6Ghz的(de)(de)(de)(de)頻(pin)譜(pu)已經(jing)(jing)全部分配(pei)，所(suo)以(yi)超(chao)過6Ghz的(de)(de)(de)(de)頻(pin)譜(pu)，特(te)別是在毫米(mi)(mi)波(bo)(bo)范圍中的(de)(de)(de)(de)頻(pin)譜(pu)就成為應(ying)對eMBB用例的(de)(de)(de)(de)絕佳選擇(ze)。
不過(guo)，與(yu)5G的(de)其他低(di)頻段相比，毫(hao)米(mi)波(bo)技(ji)術(shu)在(zai)落地(di)上面臨著諸多難(nan)題(ti)，頻率衰(shuai)減大(da)(da)導致傳(chuan)輸距離有限、不支持沒有直射徑的(de)場景、高密度(du)部署成(cheng)本高等問題(ti)成(cheng)為阻攔毫(hao)米(mi)波(bo)商用的(de)幾(ji)座(zuo)“大(da)(da)山”。然(ran)而，任何一項技(ji)術(shu)都有優(you)缺(que)點，毫(hao)米(mi)波(bo)也是一樣。
首(shou)先，毫米(mi)(mi)波(bo)頻譜(pu)資源充足，能夠緩解全(quan)球中低頻段頻譜(pu)資源枯竭的困境(jing);其次，毫米(mi)(mi)波(bo)的連續大帶寬能夠滿足應用場景(jing)對(dui)與容量(liang)和性(xing)能等(deng)方面的要求(qiu);此外(wai)，毫米(mi)(mi)波(bo)具有天線體積小(xiao)、設(she)備輕(qing)量(liang)化等(deng)特(te)點，更易于網絡部署(shu);最后，毫米(mi)(mi)波(bo)的波(bo)束窄、方向性(xing)好(hao)，能夠提升定位的精度。
當前，我國(guo)已(yi)經建成全球(qiu)最大的5G網絡(luo)，而6G網絡(luo)預計也會(hui)在2030年商用，6G時代將(jiang)通過天地海(hai)一體化組網，將(jiang)實現全域無縫的網絡(luo)覆蓋，這些未(wei)來應用也都(dou)給毫米(mi)(mi)波提供了廣闊的應用空間，很(hen)多政策也都(dou)在為(wei)毫米(mi)(mi)波的發展提供良好的條件。
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芯片模組和毫米(mi)波器件的(de)研發(fa)及產業(ye)(ye)化等。其中，5G產業(ye)(ye)基礎(chu)強化行動還提出要(yao)組織(zhi)開展5G毫米(mi)波基站研發(fa)和端(duan)(duan)到(dao)端(duan)(duan)測試(shi)，加快技(ji)術和產品(pin)成熟，奠定5G毫米(mi)波商用的(de)產業(ye)(ye)基礎(chu)。
5G毫米波產業鏈有望爆發
相(xiang)對于中低頻段而言，毫(hao)米(mi)波具(ju)備(bei)頻率高、大(da)帶(dai)寬(kuan)、低時延(yan)、容納(na)用(yong)戶(hu)量大(da)等(deng)特性，成為(wei)適合部署到大(da)型(xing)活(huo)動場所(suo)、企業辦公、交通樞紐(niu)、固定無線接(jie)入(ru)和工業制造等(deng)領域(yu)的關(guan)鍵。近幾(ji)年，已(yi)有企業和消費者(zhe)的終端設備(bei)及基礎設施產品支持(chi)毫(hao)米(mi)波部署，5G毫(hao)米(mi)波的商用(yong)化(hua)更是早(zao)已(yi)拉(la)開帷幕。
GSMA在(zai)《5G毫(hao)(hao)米(mi)(mi)(mi)波技(ji)術白皮書》中提到，當前5G毫(hao)(hao)米(mi)(mi)(mi)波產(chan)業(ye)發(fa)展生(sheng)態已(yi)經(jing)比較完整，具備(bei)(bei)(bei)部署(shu)和商(shang)業(ye)化的(de)條件，產(chan)業(ye)鏈各環節(jie)潛(qian)能(neng)巨大(da)。目前，如華為、中興、愛立信(xin)(xin)、中信(xin)(xin)科、諾基(ji)亞貝(bei)爾等主流的(de)移動通(tong)信(xin)(xin)設備(bei)(bei)(bei)提供(gong)商(shang)都已(yi)經(jing)推出了(le)支(zhi)持5G毫(hao)(hao)米(mi)(mi)(mi)波的(de)基(ji)站(zhan)設備(bei)(bei)(bei)，部分(fen)廠商(shang)已(yi)經(jing)開始銷售第二代(dai)或(huo)者第三代(dai)產(chan)品(pin)，終端設備(bei)(bei)(bei)廠商(shang)也發(fa)布了(le)大(da)量支(zhi)持5G毫(hao)(hao)米(mi)(mi)(mi)波的(de)產(chan)品(pin)，在(zai)芯片(pian)方面，高(gao)通(tong)、海思(si)、三星、聯發(fa)科均部署(shu)了(le)毫(hao)(hao)米(mi)(mi)(mi)波芯片(pian)。
中國電科38所(suo)發布(bu)的高(gao)性(xing)能(neng)77GHz毫米波芯片
事實上(shang)，中(zhong)國(guo)的5G毫(hao)(hao)米波(bo)商用早已排上(shang)日程，早前2020年8月(yue)底，中(zhong)國(guo)聯通就已經公布了5G毫(hao)(hao)米波(bo)的發(fa)展時間(jian)表。按照規劃(hua)，2021年3月(yue)完(wan)成(cheng)測(ce)試和方案(an)評估，完(wan)成(cheng)毫(hao)(hao)米波(bo)端網協同互通測(ce)試，當(dang)年6月(yue)完(wan)成(cheng)相關體育(yu)場館設備部署，完(wan)成(cheng)毫(hao)(hao)米波(bo)應用產品體驗(yan)部署。
產業鏈的普遍觀點(dian)認為(wei)，中國會在2022年實現5G毫(hao)(hao)米(mi)(mi)(mi)波商用，然(ran)而這一預測并沒(mei)有(you)應驗。當(dang)前，我國尚(shang)未向運(yun)營商提供(gong)毫(hao)(hao)米(mi)(mi)(mi)波頻(pin)譜進行商業部署(shu)，一直沒(mei)有(you)下(xia)發(fa)毫(hao)(hao)米(mi)(mi)(mi)波牌照(zhao)，很大(da)程度上(shang)也是為(wei)了能(neng)夠(gou)更加穩(wen)健的發(fa)展毫(hao)(hao)米(mi)(mi)(mi)波產業。
相比于歐美等(deng)國，我國5G毫米(mi)波產業(ye)鏈成熟度相對落后。具(ju)體(ti)來說，表現在毫米(mi)波設備(bei)形態單一、功能(neng)和(he)性能(neng)尚不滿足5G組網需求、5G毫米(mi)波芯(xin)片和(he)終端(duan)型號較(jiao)少(shao)、覆(fu)蓋種類和(he)形態不夠豐富(fu)這幾個方面。其中，阻礙因(yin)素主要來自于高頻器件，包括：高速高精度的(de)數(shu)模及模數(shu)轉換芯(xin)片、高頻功率放大器、低(di)噪聲放大器、濾(lv)波器、集成封(feng)裝天線等(deng)。
不過(guo)，近年(nian)(nian)來(lai)我(wo)國(guo)一(yi)直(zhi)在大力支持5G毫(hao)米(mi)波相關產(chan)業(ye)(ye)的發展。如(ru)2021年(nian)(nian)11月，工業(ye)(ye)和(he)信息化部(bu)批復(fu)組建國(guo)家5G中(zhong)高(gao)頻器(qi)件(jian)創(chuang)新中(zhong)心(xin)(xin)，圍繞5G中(zhong)高(gao)頻器(qi)件(jian)領(ling)域重大需求，聚焦(jiao)新型半導(dao)體材料及工藝、5G中(zhong)高(gao)頻核(he)心(xin)(xin)器(qi)件(jian)、面向(xiang)射頻前端的硅基(ji)毫(hao)米(mi)波集成芯片等三大研發方向(xiang)，支撐我(wo)國(guo)5G中(zhong)高(gao)頻器(qi)件(jian)產(chan)業(ye)(ye)創(chuang)新發展。據GSMA預計(ji)，5G毫(hao)米(mi)波作為高(gao)速(su)接入(ru)、工業(ye)(ye)自動(dong)化、醫療健康(kang)、智能交(jiao)通(tong)、虛擬現實等方面的核(he)心(xin)(xin)賦能技術之一(yi)，將(jiang)在2035年(nian)(nian)前對全球GDP做出5650億美元的貢獻，占到(dao)5G總貢獻的四分之一(yi);到(dao)2034年(nian)(nian)前，在中(zhong)國(guo)使用5G毫(hao)米(mi)波頻段所(suo)帶(dai)來(lai)的經濟收益將(jiang)達到(dao)約1040億美元。
我國可能“后發先至”
不過，雖然在(zai)中國5G毫米(mi)波尚處(chu)于試驗測試階(jie)段(duan)，但(dan)是在(zai)全球部分國家(jia)(jia)和(he)地區(qu)(qu)，毫米(mi)波早已(yi)(yi)實現商(shang)用(yong)(yong)。據悉，北美、亞太、歐(ou)洲(zhou)等(deng)多(duo)(duo)個(ge)區(qu)(qu)域(yu)都已(yi)(yi)經進行了(le)毫米(mi)波頻段(duan)的(de)頻譜分配，如德國、英(ying)國、意(yi)大(da)利、韓國、澳(ao)大(da)利亞等(deng)已(yi)(yi)開展毫米(mi)波商(shang)用(yong)(yong)部署。根據GSA的(de)數據，近10%的(de)5G終端設備與毫米(mi)波兼(jian)容，全球有118家(jia)(jia)運(yun)營(ying)商(shang)持有該頻段(duan)的(de)許可證。高通也指(zhi)出，歐(ou)洲(zhou)已(yi)(yi)有14個(ge)國家(jia)(jia)提(ti)(ti)供(gong)毫米(mi)波頻段(duan)，預(yu)計未來還(huan)會有更(geng)多(duo)(duo)的(de)國家(jia)(jia)提(ti)(ti)供(gong)。就中國而言，已(yi)(yi)經實現了(le)Sub-6頻段(duan)的(de)5G商(shang)用(yong)(yong)，目前正在(zai)規劃(hua)5G毫米(mi)波的(de)商(shang)用(yong)(yong)。
不過，在這些國(guo)家(jia)中(zhong)，5G毫米(mi)波(bo)的(de)(de)(de)發展也并非那么一帆風順(shun)。到目前為止，韓(han)國(guo)運營(ying)(ying)商LG U+已建(jian)設1868臺(tai)5G 28GHz基(ji)站(zhan)設備(bei)，SKT有1605臺(tai)，KT有1586臺(tai)，三家(jia)運營(ying)(ying)商的(de)(de)(de)毫米(mi)波(bo)基(ji)站(zhan)建(jian)設完(wan)成率僅為10.6-12.5%。而且(qie)當前韓(han)國(guo)70%的(de)(de)(de)移(yi)動(dong)用(yong)(yong)戶(hu)(hu)仍在使(shi)用(yong)(yong)4G網絡，5G用(yong)(yong)戶(hu)(hu)的(de)(de)(de)比例(li)約(yue)為24%。鑒于(yu)此，去(qu)年(nian)11月(yue)(yue)18日，韓(han)國(guo)科學和信息通信技術部就(jiu)宣布取消運營(ying)(ying)商KT和LG U+的(de)(de)(de)5G 28GHz頻段頻率分配，SKT的(de)(de)(de)28GHz毫米(mi)波(bo)使(shi)用(yong)(yong)期(qi)限也被(bei)縮短為6個月(yue)(yue)，如果在今年(nian)5月(yue)(yue)底前無法建(jian)成15000臺(tai)28GHz 5G基(ji)站(zhan)設備(bei)，同樣(yang)將被(bei)吊銷28GHz頻譜牌照。
由此看來，5G毫(hao)米波的(de)發(fa)展(zhan)也不可操(cao)之過急，移動通信(xin)作為(wei)“長坡厚雪”的(de)行業(ye)，今后的(de)研究(jiu)還將向更(geng)高的(de)頻率進行拓(tuo)展(zhan)，甚至是太赫茲或者是可見光領域(yu)都(dou)有可能，我國用(yong)時間換取產業(ye)的(de)穩(wen)健發(fa)展(zhan)和使用(yong)場景的(de)拓(tuo)寬也不失為(wei)一種良策。
參考資料(liao)：
1.《充分發揮頻譜(pu)優勢 毫米波賦能5G數字生活》，C114通(tong)信網(wang)
2.《釋(shi)放5G潛(qian)能5G毫米波進(jin)入(ru)商用沖刺(ci)階(jie)段》，愛云資訊
