近日,随着2022年冬奥会的召开在即,冬奥会将成为我国5G毫米波首次规模部署。有人一定想问,5G毫米波到底是个什么东西?今天锵锵通信就来给大家科普一下。
根据GSA于8月发布的数据,已有70多个国家及地区的超过175家运营商,推出了5G商用服务。还有285家运营商,正在投资部署5G。
中国的5G建设步伐,更是走在了世界的前列。然而,就在5G应用加速落地的同时,我们会发现,现有的5G技术,在一些特殊的行业应用场景中,已经开始表现出“力不从心”的状态。速率、容量、时延以及可靠性方面,并不能100%满足场景的需求。之所以会出现5G“力不从心”的情况,主要原因在于——我们现在只用了“半个5G”。
相信很多人都知道,5G虽然标准是唯一的,但频段却有两种。一种叫Sub-6 GHz频段,频率范围是6GHz以下(准确来说,是7.125GHz以下)。另一种叫毫米波频段,频率范围是24GHz以上。
当前,全球已经有15个国家及地区的24个运营商部署了毫米波网络,不同国家的5G毫米波部署也呈现出了不同的“个性”,例如率先商用的美国,主要针对在FWA和体育场馆、机场等热点区域。日本的商用部署则集中在了大城市中的主要购物区域及奥运场馆。
我们国内目前只商用了Sub-6 GHz频段的5G,没有商用毫米波频段的5G。所以,5G的全部能量,并没有得到彻底释放。
毫米波的技术优势
Sub-6 GHz频段的5G,和毫米波频段的5G,虽然都是5G,但性能特点差异巨大。
向更高的频段寻求更丰富的频谱资源,是移动通信技术发展的必然选择。现在的毫米波是如此,将来6G可能采用的太赫兹,也是如此。
目前,Sub-6 GHz频段最大100MHz的频宽(国外有的地方甚至只有10MHz或20MHz),想要实现5Gbps乃至10Gbps的速率,难度实在太大。
而5G毫米波,频带达到200MHz-800MHz,实现上述目标就变得容易很多。
中国的5G毫米波试验已经持续了3年,并分阶段逐步递进式进行。
2019年启动了毫米波关键技术测试,测试了5G毫米波关键技术和系统特性,验证了系统、芯片通过载波聚合方式支持800MHz总带宽、波束管理等关键特性。
2020年构建毫米波设备测试系统,完整验证了毫米波基站和终端的功能、射频和性能,并实现了统一帧结构:DDDSU。
到2021年已经取得了阶段性成果,试验工作已经开始引导全球产业链围绕中国市场的技术需求来进行,要求支持独立组网,频段、载波带宽均已明确,帧结构上实现了DDDSU/DSUUU的灵活帧结构。
中国5G毫米波尽管部署时间稍晚,但已形成了鲜明的“个性”,各项技术细节赋予了未来在各领域中应用的巨大潜能。
毫米波的应用场景
目前,中国毫米波的频段锁定在了26GHz,即n258。载波带宽为200MHz,拥有DDDSU/DSUUU的灵活帧结构,并且要求支持独立组网。
从中能够发现,中国的5G毫米波拥有较大的载波带宽,灵活帧结构也可以充分实现灵活配比,让网络的上行与下行均能表现优异,无疑能够进一步释放毫米波在频谱资源上的优势,独立组网的特性也能进一步提升网络在速率、时延上的表现。
当上述关键技术要求汇聚在一起时,根据测试来看,也确实带来了足以令业界刮目的结果。
5G毫米波的优势是速率、容量、时延。所以,它最适合的地方,就是机场、车站、剧院、体育馆等人员密集场所,以及工业制造、远程控制、车联网等对时延非常敏感的垂直行业场景。
从具体的应用领域来说,虚拟现实、高速接入、工业自动化、医疗健康、智能交通等,都是5G毫米波的用武之地。
对于普通个人用户来说,最大的带宽需求来自视频,最大的时延需求来自于游戏。对带宽和时延有双重需求的,就是VR/AR技术(虚拟现实/增强现实)。
VR/AR技术现在发展迅速,包括最近非常火的元宇宙,也和它们有着密不可分的关系。
想要获得完美的沉浸式体验,彻底消除眩晕感,VR的视频分辨率必须在8K以上(甚至16K、32K),时延必须在7ms以内。毫无疑问,5G毫米波是最适合的无线传输技术。
5G毫米波面向C端消费者用户的另一个重要应用场景,就是大型体育赛事的直播。5G毫米波的到来,可以使场外观众通过手机实时收看奥运健儿的精彩表现,实际的体验相当值得我们期待。
已具备预商用条件
目前市面上最主流的两家厂家均完成了5G毫米波终端芯片的功能和外场吞吐量性能测试,并在功能、外场吞吐量性能方面均有着优异的表现。
芯片与系统厂商则是在主要功能上实现了基本一致,除三星外,均对于毫米波SA独立组网、200MHz载波带宽,实现支持下行4×200MHz/上行2×200MHz的载波聚合能力,以及对DDDSU/DSUUU灵活帧结构的支持。
在外场吞吐量性能测试的表现也显示,在2T2R通道、256QAM或64AM调制和相应带宽与系统配置下,实测结果均接近预期峰值速率。
另在射频的测试中,测试结果也符合3GPP对于n258的指标要求,符合测试规范和实验预期,甚至很多指标还优于要求。
“经过三年的(5G毫米波)测试,基站、芯片、终端和组网性能等方面都已经具备了预商用的条件。”徐菲在2021试验总结中表示。
显然,中国5G毫米波正在跃跃欲试,可以进一步释放网络潜能的鲜明“个性”,以及为多种应用领域所进行的铺垫,都让其未来值得期待。
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