從毛坯到精裝:5G毫米波商用逐步走向成熟
5G毫米波技術是5G應用中一項重要的基礎技術 [2] ,毫米波指的是一種特殊電磁波,波長為1毫米到10毫米,波動頻率為30GHz-300GHz [1] 。相對于6GHz以下的頻段,毫米波具有大帶寬、低空口時延和靈活彈性空口配置等獨特優(yōu)勢,可滿足未來無線通信對系統(tǒng)容量、傳輸速率和差異化應用v等方面的需求。
毫米波是指波長為毫米級的電磁波,通常所處頻段為30 - 300 GHz,往往也包含24 GHz 以上頻段。5G網(wǎng)絡需要毫米波來支持更高的速率和更低的時延,為各種新型應用提供通信基礎設施。相比于4G ,5G一個關鍵的提升就是能夠利用更多的頻譜資源來滿足不同種類的業(yè)務需求,其中就包括使用毫米波的頻段資源來實現(xiàn)極高帶寬和極低時延。
隨著業(yè)務對帶寬需求的不斷增加,通信頻譜不斷向更高頻譜延伸,5G毫米波具有豐富的頻率資源,是移動通信技術演進的必然方向。2020 年,5G已經(jīng)開始規(guī)模商用,整個產(chǎn)業(yè)界的目光都開始投向5G下一階段部署的關鍵技術,其中5G毫米波倍受業(yè)界關注和重視。5G毫米波具有高帶寬、低時延等突出優(yōu)勢,能夠充分釋放5G的全部潛能,從而實現(xiàn)業(yè)務體驗的提升和千行百業(yè)的數(shù)字化轉型,真正實現(xiàn)“4G改變生活、5G改變社會”的愿景。毫米波和中低頻段的Sub-6GHz都有各自的技術優(yōu)勢,5G毫米波和Sub-6GHz互相配合和補充才能夠充分釋放5G的全部潛能,為變革用戶體驗和推動行業(yè)數(shù)字化轉型提供關鍵賦能。
據(jù)GSMA及相關市調機構預測,5G毫米波作為高速接入、工業(yè)自動化、醫(yī)療健康、智能交通、虛擬現(xiàn)實等方面的核心使能技術,預計將在2035 年之前對全球GDP做出5650 億美元的貢獻,占5G 總貢獻的25%;在2034年之前,預計在中國使用5G毫米波頻段所帶來的經(jīng)濟受益將達到約1040億美元,其中垂直行業(yè)領域中的制造業(yè)和水電等公用事業(yè)占貢獻總數(shù)的62%,專業(yè)服務和金融服務占12%,信息通信和貿易占10%。
聯(lián)發(fā)科發(fā)布旗下首款支持5G毫米波的移動平臺——天璣1050,支持毫米波和Sub-6GHz全頻段5G網(wǎng)絡,提供高速率和廣覆蓋的5G連接,為用戶帶來更加完整的5G體驗。
聯(lián)發(fā)科官方表示,天璣1050移動平臺采用臺積電6nm制程,搭載八核心CPU,包含兩個主頻的2.5GHz的Arm Cortex-A78 大核,GPU采用新一代Arm Mali-G610,天璣1050高度集成5G調制解調器,支持5G毫米波 和Sub-6GHz 全頻段網(wǎng)絡的雙連接和無縫切換,在5G Sub-6GHz(FR1)頻段內支持3CC三載波聚合技術,在5G毫米波(FR2)頻段內支持4CC四載波聚合技術,提供更高5G速率。
在無線連接方面,天璣1050支持Wi-Fi 6E 2x2 MIMO,提供2.4GHz、5GHz和6GHz三個頻段的低延遲無線網(wǎng)絡連接。存儲方面,支持LPDDR5內存和UFS 3.1閃存。
通話方面,支持5G雙卡雙待(5G SA+5G SA)和雙卡VoNR通話服務。另外,采用MediaTek MiraVision 760移動顯示技術,支持FHD+分辨率144Hz刷新率顯示,搭載雙攝HDR視頻拍攝引擎,支持智能手機的前置與后置兩個攝像頭同時錄制高動態(tài)范圍視頻。
采用天璣1050 5G移動平臺的終端預計將于2022年第三季度上市。此前,有消息人士向雷峰網(wǎng)表示,聯(lián)發(fā)科推出的支持毫米波5G的SoC主要面向美國市場。從其采用的制程來看,這款支持5G毫米波的移動平臺,產(chǎn)品定位為中端。
另外,聯(lián)發(fā)科還同時發(fā)布了支持全頻段Sub-6GHz 5G網(wǎng)絡的天璣 930 5G移動平臺和支持4G LTE網(wǎng)絡的采用天璣 930 5G移動平臺,預計將分別于2022年的第二季度和第三季度上市。
在匈牙利布達佩斯召開的3GPP RAN第96次會議圓滿結束。在本次會議上,5G R17標準宣布凍結,標志著5G第二個演進版本(第三個版本)標準正式完成。這不僅意味著5G技術演進第一階段的圓滿結束,而且也證明了移動生態(tài)系統(tǒng)具有強大韌性,并為下一步R18及未來版本演進奠定了基礎。
業(yè)內相關專家表示,如果R15版本是5G技術標準的“毛坯”,那么R16可以理解為“精裝”,而R17版本就是“精裝”之上的“軟裝”,起到了點睛添花的效果。
作為一個關鍵里程碑,R17不僅為5G系統(tǒng)的多項基礎性技術帶來更多增強及擴展特性,例如工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)增強、定位增強、V2X增強、終端節(jié)能、覆蓋增強、擴展的直連通信功能、非地面通信等,還將毫米波頻段擴展到了71GHz,毫米波頻段豐富的頻譜資源可以有效應對未來移動通信系統(tǒng)的高標準、差異化需求。隨著產(chǎn)業(yè)鏈的日益成熟,5G毫米波技術將加速發(fā)展,并帶動更多的經(jīng)濟增長,為5G應用提供更加廣闊的發(fā)展空間。
從2G 到5G,無線通信標準的發(fā)展速度大概是10年/G。在短短2-3年的時間內,5G在全球已經(jīng)得到了廣泛商用。
數(shù)據(jù)顯示,全球已經(jīng)有210多家運營商部署5G網(wǎng)絡,2020到2025年的5G手機銷量有望超過50億部。5G的應用已經(jīng)遠不止是智能手機,而是拓展到了更多的垂直領域,比如車聯(lián)網(wǎng)、自動駕駛、機械控制、工業(yè)制造、能源開發(fā)、智能農業(yè)、智慧城市等等。
產(chǎn)業(yè)發(fā)展,標準先行。根據(jù)5G的標準路線圖,5G標準的發(fā)展可以分為兩個階段:前三個版本是第一階段,Rel-17的功能性凍結代表著5G演進第一階段的順利完成。
其中,Rel-15是5G未來演進的奠基石。5G的第一個版本構建了一個靈活的系統(tǒng)架構和可延展的幀結構。這個統(tǒng)一架構可以同時支持中低頻(也就是Sub-6GHz)和毫米波頻譜。中低頻段可以達到好的區(qū)域覆蓋,而毫米波可以達到極致的峰值速率、更高的網(wǎng)絡容量、更低的時延和更高的定位精度。毫米波和Sub-6GHz都是5G的核心技術,能夠針對不同的應用場景和需求。
從應用場景來說, Rel-15的重點還是增強型移動寬帶技術(例如智能手機應用),而Rel-16和Rel-17最關注的是5G的行業(yè)擴展。Rel-16引入了第一個基于5G的車聯(lián)網(wǎng)技術、基于5G的定位技術,并進一步完善了超可靠低時延URLLC技術標準規(guī)范。Rel-16中也引入了免許可頻譜技術,更進一步解決頻譜資源短缺的問題。對于手機能耗問題,從Rel-16開始,3GPP標準規(guī)范中也引入了一系列節(jié)能的優(yōu)化。
基于前兩個5G標準版本,Rel-17繼續(xù)推進行業(yè)應用。和5G智能手機和其它高性能終端需要大帶寬以及多天線技術的支持不同,像手表等低復雜度終端,不需要那么多功能的支持,也不可能放太多天線,所以Rel-17引入的NR-Light(RedCap)可以將5G普及到更低復雜度的物聯(lián)網(wǎng)終端,同時降低這類終端的能耗。
Rel-17還引入的另一項重要的全新特性,是非地面通信NTN,也就是衛(wèi)星通信。同時,Rel-17進一步擴展了直連通信功能,支持任意類型的兩個終端之間的通信,對于增強覆蓋和解決自然災害下的緊急通信提供了更靈活的解決方案。