毫米波，距離我們還有多遠？（二）

▉ 毫米波的應用場景

我們先來了解一下毫米波的應用場景，看看它到底適合部署在哪些場所。

毫米波的大帶寬、低時延、弱覆蓋特點，決定了它主要適合三類場景：

第一類，是密集人群超大業務流量區域的熱點覆蓋。例如車站、機場等交通樞紐，體育場、商場、劇院等人群集中區域。

這些區域終端數量多，流量需求大，借助毫米波的部署，可以形成網絡的高通量層，提升網絡容量的上限。

特別值得一提的是VR/AR。這類場景目前對帶寬有很高的需求，尤其是多終端場景下，以8K VR為例，50個設備，大約是5Gbps，是需要毫米波去滿足的。

聯通冬奧會計劃打造大帶寬無線場館，服務于高清全景賽事直播的同時，滿足觀眾、參賽者、工作人員、媒體記者等人員的連接需求，也是毫米波的用武之地。

第二類，是智慧園區、智慧工廠、智慧醫院、智慧學校、智慧碼頭等產業互聯網場景。

5G賦能百行千業，引領各行各業的數字化轉型。除了大帶寬外，行業場景往往都有低時延、高可靠性的需求，也就是5G uRLLC場景需求。

以智能制造為例，機械臂等設備的運行，高精度檢測設備的工作，都對時延有很高的要求，借助毫米波的大帶寬和低時延，輔以MEC邊緣計算及AI人工智能技術，才能夠很好地滿足現場需求，做到5G落地。

第三類場景，大家可能不太容易想到，那就是固定無線寬帶接入（FWA）。

我們國家光纖基礎設施比較完善，所以寬帶接入基本以光纖為主。但是國外很多國家并沒有如此豐富的光纖資源，光纖敷設成本也很高，就會考慮CPE等無線寬帶接入方式。

其實很簡單，就是用毫米波做最后一公里的接入。將5G信號通過毫米波傳送給用戶家庭CPE設備，然后轉換為Wi-Fi或有線信號，讓用戶實現寬帶上網。如下圖所示：

固定無線寬帶接入

這種方式，對于密集住宅區非常有效，成本遠低于光纖。

同樣的，國外也有將毫米波用于基站回傳，也可以滿足特定場景環境的需求。

▉ 毫米波技術的標準化

3GPP在5G第一個版本，也就是R15版本中，就針對毫米波工作頻段進行了標準化，開展了建模研究，給出了基本的功能版本。

在今年6月份凍結的R16版本中，3GPP對毫米波做了一些優化，重點提升毫米波的工作效率，降低通信時延和開銷。

R16還引入了很多支持毫米波的5G NR增強特性，例如集成接入及回傳（IAB）、增強型波束管理、雙連接優化等。

支持毫米波的5G NR增強特性（圖片來自高通）

以集成接入及回傳（Integrated Access Backhaul，IAB）為例。這是一項既有利于增強部署，又有利于節約成本開支的技術。

IAB架構示意圖

簡單來說，某基站具有光纖回傳資源，它周邊的其它基站可以通過毫米波與這個基站建立回傳關系，不需要每個基站都配備光纖回傳資源，只需要提供一個電力，就可以了。

目前正在進行的R17版本，對毫米波進行了增強，適配了更多的場景。同時，R17也將對頻譜進行進一步擴展，支持從52.6GHz到71GHz的頻段以及60GHz免許可頻段，這將極大拓展毫米波頻譜的利用范圍。

▉ 毫米波的產業鏈

目前，全球幾個主流設備廠家都推出了自己的毫米波產品，基本上也都支持800MHz的帶寬。

終端芯片方面，早在2018年，第一代毫米波芯片就已經實現商用，當時是支持n257、n260和n261頻段。到了2019年，第二代商用毫米波芯片實現了毫米波全頻段支持。

3GPP定義的FR2頻段（TS 38.104）

這其中，高通發力最早，目前已經推出三代支持毫米波的5G解決方案驍龍X50、X55、X60。海思Balong5000基帶芯片以及三星Exynos5123芯片，均在2019年實現了對毫米波的支持。2020年，聯發科Helio M80也將加入。

預計2021年初，搭載驍龍X60的商用旗艦機將推出，屆時可支持NR高低頻雙連接和載波聚合，從而具備5G高低頻協同組網的能力。

終端方面，目前已經有摩托羅拉、LG、三星、一加等手機廠商推出毫米波商用智能手機，包括中興通訊等廠家已經推出了支持毫米波的CPE。

根據中興通訊分享的數據，經粗略估計，現在大概有60多種終端支持毫米波。根據GSA截至今年8月的數據，已宣布的5G終端中有22.3%支持毫米波頻段。

有消息稱，蘋果也將很快發布支持毫米波的手機。

鑒于毫米波在產業互聯網的豐富應用場景，毫米波模組也處于一個快速發展的階段。國內包括移遠通信在內的模組廠家，都推出了毫米波模組，并能夠提供相配套的設計服務。

▉ 毫米波的未來

毫米波是5G的關鍵技術，也是特征技術。沒有毫米波的5G，很難稱之為完整的5G。

因此，我們不能沉浸在Sub-6頻段帶來的網絡性能有限提升之中，而應該加緊對毫米波技術的研究，攻克難關，推動其早日落地。

根據GSMA的預測，在2035年之前，毫米波技術將對全球GDP做出6560億美元的貢獻，占5G總貢獻的25%。包括虛擬現實、智能制造、醫療健康、智能交通等多個領域，都將從毫米波技術中獲益。

在中國，毫米波將創造的價值也尤為可觀。同樣是GSMA的預測，到2034年，在中國使用毫米波頻段將帶來的經濟受益將產生約1040億美元的效應，大約占亞太地區毫米波頻段預估貢獻值的一半。

現階段，關于推動毫米波的商業化落地，還有很多工作需要做。

一方面，改善毫米波覆蓋能力的技術和方案還有待進一步研究和驗證。毫米波頻段相對于其它頻段來說，還不夠成熟，包括移動性管理能力等。毫米波的業務和組網也需要進一步驗證。毫米波的設備體系還需要進一步完善。

另一方面，國內毫米波使用的頻段急需明確（目前外場測試頻段是24.75-27.5GHz）。頻率是通信技術的先導，只有頻率明確了，產業鏈才有清晰的方向指引，也有投入資源的信心。

此外，毫米波的商業落地，還需要產業界更加緊密的合作、政策上更為明確的支持，以及垂直行業更多的業務示范場景。

這些都不是一日之功，需要一年甚至幾年的時間來逐步推進。

相信到了2022年，毫米波一定能夠以更加成熟、更加完整的面貌與我們見面，再次掀起一股5G創新的熱潮！