去年，大家都在說是5G元年，今年，便是5G商用落地的第一年。的確盡管2020年有著各種各樣的客觀因素，但5G商用落地的腳步卻似乎一直沒有放慢。根據(jù)運營商公布的投資計劃來看，三大運營商在2020年將建50萬個基站。最新的數(shù)據(jù)顯示，截至目前，運營商已經(jīng)建設(shè)了48萬個基站，預(yù)計今年年底將建設(shè)75萬個-80萬個基站。以北京為例，目前已經(jīng)建成4.4萬個5G基站，并且全部接入了獨立組網(wǎng)核心網(wǎng)。

　　從數(shù)據(jù)上來看，5G網(wǎng)絡(luò)的商用落地在我國的確還是蠻快的，然而，從用戶的角度來說，卻依舊覺得5G網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)階段使用，最大的樂趣還是找信號。據(jù)身邊很多已經(jīng)更換5G套餐的朋友表示，目前在北京市區(qū)，也并不是所有的區(qū)域都能搜索到5G網(wǎng)絡(luò)，尤其是在室內(nèi)，往往會出現(xiàn)站在門外有信號，一進門內(nèi)就變4G的情況。那么，這樣不太令人滿意的效果究竟問題在哪呢？一方面，也是跟布網(wǎng)尚未成熟相關(guān)，另一方面，則是5G網(wǎng)絡(luò)的一個具有突破性的關(guān)鍵技術(shù)還沒有真正意義上的落地應(yīng)用——毫米波。

　　毫米波，相信很多關(guān)注5G的人早已不太陌生。主要是指波長為1~10毫米的電磁波，是一種帶寬資源比較豐富的波形，其如果可以克服掉傳播距離短、信號容易被遮擋的缺點實現(xiàn)落地應(yīng)用，便可為現(xiàn)有的5G網(wǎng)絡(luò)提供高速、大吞吐量的使用體驗。然而，如何克服毫米波自身的缺點，換句話說，如何實現(xiàn)毫米波的移動化，便成為這些體驗升級的前提。

毫米波的移動化

　　正像前文所說，毫米波的移動化是決定毫米波是否可以成功商用在5G網(wǎng)絡(luò)布網(wǎng)上的關(guān)鍵。目前，在歐洲、澳洲毫米波的使用頻段已經(jīng)開始拍賣或計劃拍賣中，雖然在我國對于毫米波的進展還沒有太快，但運營商們早已開啟了針對毫米波的測試，因此，毫米波的移動化在全球5G市場來說都意義非凡。

　　但毫米波的部署在整個5G網(wǎng)絡(luò)部署的過程中都算得上是非常不容易的，還有很多的挑戰(zhàn)。比如毫米波的覆蓋范圍，在5G商用之前非常有限。而進入5G時代，通過先進的波束成形技術(shù)，高通已經(jīng)可以實現(xiàn)超過150米的毫米波傳輸。據(jù)悉，這項技術(shù)目前不僅是通過仿真實驗得到了驗證，同時，在外場測試中也得到了驗證，這也就是意味著毫米波能夠?qū)崿F(xiàn)與現(xiàn)有熱點和小基站的共址。

　　此外，談到毫米波移動化的誤區(qū)時，高通研究人員還介紹道，毫米波只能夠?qū)崿F(xiàn)視距傳輸與固定傳輸也是一個普遍的認知誤區(qū)。事實上，5G NR可以提供解決方案。在高通的5G設(shè)計中，擁有物理層信號能夠支持快速調(diào)整和切換附近的波束，這樣就可以很好地利用多路徑和反射。如果一個傳輸路徑被手部或身體其它部位遮擋，通過激活手機上的另一個模塊就可以快速找到一條新的傳輸路徑。高通的解決方案還可以將這種轉(zhuǎn)換從基站內(nèi)擴展到不同基站之間，這意味著毫米波傳輸在不同基站之間的切換也能夠快速實現(xiàn)。這是毫米波的一個關(guān)鍵解決方案，能夠支持信道快速切換。

　　簡而言之，通過在終端內(nèi)加入過多的毫米波模組，即可更好地避免握持對于終端設(shè)備的毫米波5G信號的影響。然而，有人也會提出質(zhì)疑，加入終端設(shè)備的通信模組數(shù)量增加了，是否會影響終端設(shè)備的尺寸與厚度？高通方面給出的解釋為，目前高通已經(jīng)推出了毫米波模組，在非常緊湊的尺寸中集成了天線、射頻前端、收發(fā)器。所以，在一部手機可以采用多個這樣的毫米波模組，不僅滿足智能手機緊湊纖薄的設(shè)計需求，同時滿足功耗需求并提供最大化的性能。

5G毫米波可通過IAB完成靈活部署、節(jié)省開支

　　更好地解決了毫米波的移動化后，下一步則是完成毫米波的布網(wǎng)。目前，高通正在致力于將毫米波擴展至室內(nèi)、公共網(wǎng)絡(luò)以及企業(yè)專網(wǎng)。

　　毫米波的企業(yè)室內(nèi)部署包括辦公室、會議室、禮堂等用戶密集區(qū)域，這些地方對數(shù)據(jù)速率和容量的要求較高。毫米波的室內(nèi)/室外場館部署主要集中在大型會議中心、音樂廳、體育館、橄欖球場等人流密集區(qū)域。毫米波還將部署至機場、火車站、地鐵站等交通樞紐。

　　確定了毫米波更加適合部署的場景后，就要解決實際的部署問題。比如這個案例，是高通在2020年MWC期間的一個演示。它將法蘭克福作為系統(tǒng)仿真的案例，案例中選取了法蘭克福市中心大概一平方公里的范圍，共部署了7個gNodeB，同時還放置了400個毫米波終端，同時，也在周圍部署了28個IAB節(jié)點。從左右的兩張圖的對比可以看到有無IAB的信號覆蓋效果（其中綠色表示覆蓋情況良好、紅色表示覆蓋不佳），可以明顯看到右邊部署了IAB之后，使得整個覆蓋范圍明顯增加，網(wǎng)絡(luò)吞吐量也得到提升。

　　這個案例主要展示的是接入回傳（IAB）的方案可以更加靈活的應(yīng)用在5G毫米波的布網(wǎng)過程中，且效果良好，同時可以盡可能的減少布網(wǎng)成本。

5G NR 毫米波對未來發(fā)展帶來更多增強特性

　　現(xiàn)階段，5G的應(yīng)用還在擴展當(dāng)中，現(xiàn)階段的Rel-15將推動5G擴展至智能手機、汽車、筆記本電腦、固定無線接入以及連線XR設(shè)備等全新終端類型。未來，在Rel-16與Rel-17中，5G還將持續(xù)擴展，并支持URLLC的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、智慧交通、未來的垂直行業(yè)、服務(wù)、終端等多種場景及應(yīng)用。

　　如上圖所示，在已完成的Rel-16項目中，已經(jīng)引入了許多支持毫米波的5G NR增強特性，例如集成接入及回傳（IAB）。該技術(shù)支持小基站靈活部署，在接入和回傳中重用頻譜和設(shè)備，以節(jié)省開支。Rel-16還引入增強型波束管理，通過全波束優(yōu)化和多天線面板波束支持以改善時延、魯棒性和性能。Rel-16中的雙連接優(yōu)化，可以幫助降低終端初始接入時延，并在連接多個節(jié)點時改善覆蓋。Rel-16中的定位技術(shù)，能初步滿足定位精度需求，80%的情況下可實現(xiàn)室內(nèi)3米和室外10米的定位精度。

　　在Rel-17及未來版本項目中將引入更多支持毫米波的5G NR增強特性，例如優(yōu)化IAB支持分布式部署，這項增強特性能夠幫助引入全雙工運行和移動中繼（例如汽車），以提升容量、覆蓋和服務(wù)質(zhì)量；Rel-17及未來版本還將引入優(yōu)化的網(wǎng)絡(luò)覆蓋和波束管理，減少系統(tǒng)開銷、增強性能、提高網(wǎng)絡(luò)覆蓋。

　　Rel-17及未來版本中，頻譜將進一步擴展，支持從52.6GHz到71GHz的頻段以及免許可頻譜，這將極大拓展頻譜的利用范圍。未來版本還將支持eMBB之外的全新用例，將毫米波支持擴展至直連通信、URLLC和工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)用例，同時還將支持增強定位技術(shù)，為廣泛用例提供定位性能增強，實現(xiàn)厘米級精度，更低時延和更高的容量。

寫在最后

　　總的來說，如今5G用戶的體驗感受不佳，其中很大一部分原因在于毫米波并未在現(xiàn)有的5G網(wǎng)絡(luò)中得到很好的部署。因此，現(xiàn)有的5G網(wǎng)絡(luò)整體速率、吞吐量等均還達不到整體提升用戶體驗的標(biāo)準(zhǔn)。好在，憑借高通等技術(shù)公司的努力，目前5G毫米波正在努力地克服苦難實現(xiàn)落地。相信，未來當(dāng)5G毫米波得以更好地落地后，5G網(wǎng)絡(luò)的整體體驗將會實現(xiàn)進一步飛躍式的提升，進而改變更多的行業(yè)。

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