5G网络商用的王牌:毫米波成移动通信领域未来的一片蓝海
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5G系统在设计阶段便面向6GHz以下和6GHz以上全频段布局,以综合满足网络对容量、覆盖、性能等方面的要求。因此高中低频段协同发展是5G时代重要话题之一。
与早已被业界所熟知和广泛部署的Sub-6GHz频段相比,毫米波可谓移动通信领域未来的一片蓝海。5G时代,由于用户对网络性能和时延更极致的要求,曾经未被充分发掘的沧海遗珠——毫米波逐渐开始受到更多关注。
频谱是移动通信产业发展的核心资源,而5G低、中、高频段在速度和覆盖范围等方面各有千秋。
低频段特别适合提供广域覆盖;5G中频段(Sub-6GHz)可提供更大容量(100-200兆带宽),中频也是部署MIMO技术的较理想频段;高频段(毫米波) 在24GHz至40GHz之间,毫米波覆盖范围小,但毫米波可提供更宽的频谱、更高的容量以及更低的时延。5G时代,由于6GHz以下的频谱资源已经相对紧张,很难找到适合5G连续大带宽的频谱,毫米波有了更大的用武之地。爱立信中国无线标准部总监王小旭在接受C114专访时指出:5G时代毫米波的优势主要有两大关键词:一是极致性能,二是赋能。极致性能方面,毫米波频谱资源更充沛、带宽更大(400-800M甚至更大带宽资源),能够带来更大的网络容量、更高的单用户峰值速率、更好的业务体验;赋能方面,5G目标以赋能千行百业数字化转型为目标,行业应用需要极致的速率、容量和时延,这离不开毫米波技术和相关产品的助力。
就技术本身而言,与中低频相比,毫米波覆盖范围有限,而且成本也相对较高,但凭借极致性能(超大带宽和超低时延)优势,王小旭认为,毫米波的应用前景十分广阔。ToC领域,体积小、容量大的毫米波设备在中心商务区、体育馆、机场、车站等热点区域进行有针对性的精细化部署,能够有效提升系统容量及用户体验速率。是运营商应对热点区域容量挑战的重要手段。根据综合测算,毫米波与中频5G协同组网将大幅降低单位比特用户流量的承载成本。此外,毫米波支持FWA(固定无线接入),适合在一些光纤资源欠发达地区以经济高效的方式向家庭或企业提供类光纤互联网传输服务。王小旭进一步指出:中国市场虽然因为光纤资源相对充沛而没有太强烈的FWA需求,但在应急救援、热点事件保障、赛事直播等应用场景,毫米波能够以“游牧”形式作为光纤或铜缆最后一公里的补充,发挥毫米波部署灵活,业务开通便捷的优势。
ToB领域,毫米波面向垂直行业应用可提供高速率、超低时延服务。5G毫米波的低延迟特性将改善监控和视频流/广播,让AR/VR更普及,增强在线游戏体验,同时推动5G智能工厂的发展。例如,爱立信与奥迪合作,基于5G毫米波的URLLC功能进行连接,通过5G控制机械臂来安装汽车方向盘,组装汽车的各个零部件等智能工厂的自动化产线应用,将自动化机器从有线连接中解放出来,大大提高了生产线的灵活性、机动性和效率。
虽然北美等国外市场由于光纤资源不发达FWA需求强烈、初期中低频资源不足等原因而率先商用5G毫米波,而国内则优先部署中低频、后考虑毫米波,但在王小旭看来:“不同国家或地区的5G频谱策略其实是因地制宜,未来也会殊途同归,最近北美开始了中频段5G的部署。毫米波和中低频并不是二选一或对立的关系,而是一个各有所长、长期共存、互为补充、协同发展的关系。因此,国内毫米波应用前景也非常广阔,有着很大的潜力。”
联发科去年11月底抢在高通之前推出了新一代5G处理器天玑9000系列,首发台积电4nm工艺及ARM X1超大核,跑分性能不输骁龙8,能效表现更好。
现在的天玑9000处理器在5G支持上不如骁龙8全面,没有5G毫米波支持,导致它在欧美市场上会有一点问题。
不过天玑9000现在主要面向亚洲市场,不支持毫米波影响不大,已经获得OPPO、vivo、小米荣耀及国外品牌的采购,芯片也已经开始出货,手机产品会在2月份上市。
对于5G版天玑处理器,联发科在日前的财报会上也已经确认,联发科的毫米波单芯片也已受到全球主要电信运营商认证,预计将于2022下半年在国际市场量产。
联发科没有透露这个5G毫米波加强版的处理器具体名字,应该是在现有天玑9000基础上提升,联发科的M80 5G基带是可以同时支持Sub-6G及毫米波频段的,技术上支持毫米波没有困难。
5G手机会致盲?那我们还能不能用了?
然而,事情的真相是,毫米波指的是波长在1-10毫米之间的电磁波,对应的是30GHz-300GHz之间的无线电频谱。而我国三大运营商5G通信运用的是中低频,频段在3Ghz-6Ghz之间,属于厘米波段,并非网帖当中的毫米波。
关于手机电磁波产生热能的问题,业界早有评判标准,通常用SAR值(Specific Absorption Rate)来表示,即电磁波能量吸收比。以6分钟计时,规定每公斤脑组织吸收的电磁辐射量不能超过一定标准,这个辐射量也包括电磁波的热效应。美国的标准是1.6W/Kg,而欧洲则是2.0W/kg。SAR值越大,表示对人体影响越大。
目前我国使用的是2.0W/kg的标准,超过此数值,是不允许入市销售的。实验数据表明,华为、中兴等国产品牌手机,以及苹果、三星等国外品牌手机,SAR值均远低于2.0W/kg的国家标准,正常使用不会对人体健康产生影响。
此外,流言中提到的“黄斑变形”也不准确,这种疾病的准确名称是“黄斑变性”,是老年人很常见的一种疾病,因为随着年龄增加,视网膜组织退化、变薄,引起黄斑功能下降。在临床中,由于用眼不当导致黄斑损伤,只有登山者爬雪山不戴护目镜等极端条件下才可能出现。