6GHz 以下频段的网络已经全面铺开，为什么中国还要发展 5G 毫米波？

全球5G网络频段主要分为Sub-6GHz频段和毫米波频段。5G毫米波网络与Sub-6GHz网络并非“二选一”的对立关系，而是“鱼与熊掌兼得”的互补关系。各国选择先走哪条技术路线，更多取决于本国国情。在中国5G Sub-6GHz网络建设成熟后，5G毫米波网络的建设也被提上日程。

2020年3月，工业和信息化部发布了《关于加快推进5G发展的通知》。该通知明确指出，“将及时发布部分5G毫米波频段的频率使用方案，组织毫米波设备和性能测试，为5G毫米波技术的商用做好准备”。2021年4月30日，工业和信息化部发布了《5G应用“扬帆”行动计划（2021-2023年）征求意见稿》（以下简称“草案”）。草案提出，到2023年，我国5G个人用户普及率将超过40%，用户数量将超过5.6亿。同时，草案还提出，“将及时发布5G毫米波频率方案，并探索5G毫米波频率牌照招标制度”。这也意味着，在中国全面部署5G Sub-6GHz网络后，5G毫米波网络的建设即将启动。此外，工业和信息化部总工程师田玉龙在3月份国务院新闻办公室的新闻发布会上，在谈到促进信息通信产业高质量发展时强调，“5G网络建设要有序推进，6G布局要加快”。

5G毫米波和Sub-6GHz频段是互补的。

毫米波是指波长在1毫米至10毫米之间、频率在30吉赫兹至300吉赫兹之间的电磁波。在移动通信领域，频率在24吉赫兹至100吉赫兹之间的电磁波通常被称为毫米波。

国际电信联盟（ITU）2019年世界无线电通信大会（WRC-19）确定，24GHz至86GHz之间的毫米波频段将用于国际移动通信（IMT）。其中，24.25-27.5GHz、37-43.5GHz和66-71GHz频段是全球一体化的IMT频段。

与Sub-6GHz（6GHz以下频段）的5G系统相比，5G毫米波通信具有24GHz至100GHz的超宽带宽，使其拥有更高的速率、更低的延迟以及灵活弹性的空口配置等独特优势，能够有效满足未来无线通信在系统容量、传输速率和差异化应用方面的需求。

例如，就传输速率而言，Ookla 基于其 Speedtest 应用程序的大量测量数据进行的最新分析表明，5G 毫米波频段的传输速率可以达到 Sub-6GHz 频段的 16 倍。

其次，5G利用子载波和时隙两个维度进行数据传输。毫米波具有高带宽、大子载波间隔和小时隙的特点，这使得5G毫米波的延迟仅为Sub-6GHz频段的约25%。同样，由于毫米波具有更大的可用带宽和更高的传输速率，因此也能提供更大的容量来满足更广泛的终端接入需求。

此外，5G毫米波更高的下行速率能够支持高密度空间复用，同时降低干扰，从而更好地解决大量用户在同一区域同时接入互联网的拥塞问题。它尤其适用于车站、机场、体育场馆等人口密集场景的应用。

在超高清视频直播、安全监控、远程医疗和一些工业应用等相关行业应用领域，对上传速度和低延迟有较高要求，5G 毫米波大上行链路和低延迟特性可以更好地满足这些需求。

尤其需要指出的是，5G毫米波网络无需依赖光纤网络与核心网的连接即可实现自回传。而基于Sub-6GHz频段的5G网络仍需依赖传统的光纤回传方案，即每个5G基站都需要通过光纤连接到核心网，这增加了部署成本。5G毫米波IAB（集成接入与回传）技术支持5G毫米波基站利用其他5G毫米波基站作为中继节点，最终通过多跳功能以无线传输的方式回传至核心网，从而大幅降低部署成本。这也使得5G毫米波基站能够支持更经济高效且密集的部署。

此外，毫米波技术还可以用于 5G 车联网 (V2X)，以提供远超 GPS 和 LTE 精度的定位服务（精度可达亚米级）。

中国联通技术创新部总经理马洪兵表示：“通过将5G毫米波与MEC和AI技术相结合，毫米波可以为目标客户提供定制化的专用网络服务，并可广泛应用于智能工厂、智慧园区和智能终端等场景。”

尽管毫米波在速度和延迟方面比6GHz以下频段具有优势，但也存在一些局限性。例如，信号容易衰减、穿透力差且容易被阻挡。虽然目前已有波束成形、波束跟踪等技术可以很好地解决这些问题，但6GHz以下频段在覆盖范围和部署成本方面仍然具有更大的优势。

总而言之，5G毫米波网络和Sub-6GHz网络的部署并非相互竞争或取代，而是相辅相成。利用Sub-6GHz频段实现5G的广覆盖，而利用毫米波系统则实现室内场所（体育赛事、音乐会、大型会议）、交通枢纽（地铁站、高铁站）和办公区域的覆盖，以及室外热点覆盖、无线宽带接入等。毫米波和Sub-6GHz的协同部署能够实现大容量和广覆盖的有机结合。

中国5G毫米波部署的初步准备工作已经开始，并且进展顺利。

如果 Sub-6GHz 网络解决了 5G 覆盖问题，那么 5G 毫米波网络就能最大限度地发挥 5G 的优势，从而释放更大的价值。

高通中国董事长孟普也表示：“要实现5G的最初设计目标，需要充分利用所有频谱资源。Sub-6GHz的中低频段可以兼顾覆盖范围、容量和性能，而24GHz以上的高频段毫米波可以支持极致的5G性能和容量，为众多场景和行业带来下一代无线连接体验，并为工业互联网等垂直领域提供超可靠、低延迟的移动通信。”

根据GSMA去年9月发布的《5G毫米波技术白皮书》，预计到2035年，5G毫米波将为全球GDP贡献5650亿美元。其中，到2034年，中国使用5G毫米波频段直接带来的经济效益将达到约1040亿美元。

目前，美国、日本、欧洲和东南亚均已启动5G毫米波部署。根据美国总务管理局（GSA）今年3月发布的数据，全球已有超过150家运营商正在投资5G毫米波技术。

根据中国IMT-2020（5G）推进组制定的5G毫米波测试计划，毫米波测试已于2019年启动，旨在验证5G毫米波的关键技术和系统特性。自2020年起，将进一步验证毫米波基站和终端的功能、性能和互操作性，并开展高低频协同组网验证。同时，中国IMT-2020（5G）推进组也及时开展了典型场景验证。

2019年10月，在IMT-2020（5G）推进小组的组织下，中兴通讯和高通完成了中国首个基于智能手机的5G毫米波互操作性测试（IoDT）。2020年7月初，3GPP Rel-16版本明确了新的毫米波MIMO OTA测试方法。两个月后，9月底，在IMT-2020（5G）推进小组的组织下，高通率先在信息通信研究院MTNet实验室完成了基于3GPP Rel-16 MIMO OTA测试方法的毫米波性能测试。至此，高通成为中国首家参与并通过全部十项26GHz 5G毫米波射频测试的芯片厂商。

毫米波测试工作正有序推进，芯片产品的特性也在不断优化，以满足中国毫米波部署的需求。2021年5月19日，高通宣布将针对其于2月份发布的全球首款10Gbps 5G调制解调器及射频系统骁龙X65推出升级功能：支持毫米波200MHz带宽和毫米波SA模式，从而满足中国毫米波网络部署的关键需求。

鉴于毫米波技术将在哪些行业应用场景中展现其优势，中国毫米波产业的上下游厂商正在积极推进相关工作。2021年5月21日，在IMT-2020（5G）推进组和中国联通的技术指导下，中兴通讯、中国联通、高通和TVU Networks在实验室环境下，成功完成了全球首个基于26GHz（n258）频段大上行帧结构的5G毫米波8K视频回传业务演示。

在本次演示中，中兴通讯提供了5G毫米波基站。TVU Networks的5G多网汇聚路由器通过搭载高通骁龙X55 5G调制解调器和射频系统以及高通QTM527毫米波天线模块的CPE型测试终端，提供5G毫米波连接。实时采集的8K视频内容通过5G毫米波上行链路稳定传输，最终成功到达接收端进行播放。

根据IMT-2020（5G）推进组的5G毫米波测试计划，毫米波大上行帧结构将于2021年推广，以支持差异化应用场景。超高清视频（尤其是8K视频）的实时回传对移动网络的上行带宽提出了极高的要求。本次演示中使用的DSUUU帧结构通过为上行链路分配更多时隙，使现有毫米波技术的峰值上行速率提升了三倍。该演示验证了5G毫米波的超高上行能力，对于满足未来众多5G行业应用的大上行带宽需求具有重要意义。

值得一提的是，在2021年上海世界移动通信大会（MWC Shanghai）上，由中国联通和GSMA主办、高通支持的5G毫米波展区全面展示了39家行业领先企业支持的5G毫米波应用和终端。展出的多厂商5G毫米波终端涵盖了模块、手机、CPE、PC、AR（增强现实）和XR（扩展现实）设备、直播背包、机器人等丰富品类。

此次展出的5G毫米波技术支持多种应用场景，包括：运动员竞技体验、5G混合现实智慧雪场、8K视频传输、5G全景赛事服务及自由视角赛事直播、5G毫米波全景体验等。基于毫米波的5G多视角直播方案直接捕捉了张家口国际越野滑雪中心的户外赛场。无人机、头戴式摄像机和专业摄影机通过无线网络与基站通信，将运动员在国家越野滑雪中心的英姿从多个角度实时回放，实现了赛场多角度直播，为现场观众提供了丰富的观看体验。中国联通目前是2022年北京冬奥会的唯一官方通信服务合作伙伴。5G毫米波相关终端和应用的成熟将有助于在2022年北京冬奥会上提供更优质的毫米波5G服务。

5G毫米波技术持续发展，并可能成为6G的重要组成部分。

毫米波技术仍在不断发展。例如，上文提到的集成接入和回传（IAB）技术；还有能够支持精确终端定位的宽带定位技术；扩展频谱支持：支持52.6GHz以上的频段以及用于授权辅助和独立运行的免许可频谱；增强波束管理：通过全波束优化和多天线面板波束支持，提高延迟、鲁棒性和性能；双连接优化：降低终端初始接入延迟，并在连接多个节点时提高覆盖范围；节能特性：通过最大限度地利用终端休眠时间来降低功耗，从而支持更快的链路反馈。

5G毫米波相关技术的持续发展将为功能、效率、频谱和部署带来新的机遇。此外，5G毫米波技术也有望成为下一代6G技术的重要组成部分。

根据三星去年发布的6G白皮书《下一代超连接体验》，6G峰值速率将达到1000Gbps，延迟低至100微秒。预计最早在2028年即可完成并实现商用，大规模商用有望在2030年左右实现。对于这些关键指标和时间节点，其他通信厂商的看法基本一致。

三星还提出了可能在 6G 标准中使用的候选技术，例如太赫兹频段、增强高频信号覆盖范围的新天线技术、先进的双工技术、网络拓扑结构开发以及频谱共享，以提高网络利用率并增强人工智能的应用。

紫光展锐发布的白皮书《6G：无限可能，人工智能赋能》认为，6G核心技术将多元化发展，太赫兹通信、可见光通信、先进调制解码、星地协同传输等技术可能成为6G核心技术。

高通强调了相关技术的创新，例如人工智能/机器学习数据驱动设计、全双工、更高频率的毫米波、增强定位、太赫兹频段、智能接口、绿色网络、射频传感、新拓扑结构、极端解耦、云神经网络结构搜索、超安全通信、新共享范式等。

可以看出，许多厂商都认为太赫兹通信技术将是6G通信的关键技术之一。太赫兹频段通常指的是300GHz到10,000GHz的频段，而300GHz附近的电磁波在高频段也可以被视为毫米波。只有掌握毫米波通信技术，我们才有机会在太赫兹通信技术领域取得突破。

2020年年中，华为中国运营商业务部副总裁杨涛也公开透露，华为已参与6G相关的前期研究工作。目前已完成的6G前期研究主要采用毫米波频段，处于场景挖掘和技术探索阶段。

值得一提的是，2019年底，日本NTT集团装备技术实验室开发出一种采用磷化铟（InP）化合物半导体的6G超高速芯片，并在300GHz频段进行了高速无线传输实验。采用16QAM调制时，该芯片的无线传输速率可达100Gbps。如果结合MIMO和OAM等空间复用技术，有望实现超过400Gbps的大容量无线传输，这已接近6G的峰值速率要求。

此外，6G 将实现空中、天空、陆地和海洋一体化的高速通信网络，毫米波频段也将成为卫星间链路、卫星向下覆盖的用户链路以及卫星到地面站的馈送链路的首选频段。

此内容来自互联网/ 核心智能本网站仅提供转载服务。文章中的观点、立场、技术等均与本网站无关。如有侵权，请联系我们删除！