中国正在推动5G毫米波产业化：毫米波测试取得里程碑进展

第五代移动通信技术(英语：5th Generation Mobile Communication Technology简称5G)是具有高速率、低时延和大连接特点的新一代宽带移动通信技术，是实现人机物互联的网络基础设施。国际电信联盟(ITU)定义了5G的三大类应用场景，即增强移动宽带(eMBB)、超高可靠低时延通信(uRLLC)和海量机器类通信(mMTC)。增强移动宽带(eMBB)主要面向移动互联网流量爆炸式增长，为移动互联网用户提供更加极致的应用体验;超高可靠低时延通信(uRLLC)主要面向工业控制、远程医疗、自动驾驶等对时延和可靠性具有极高要求的垂直行业应用需求;海量机器类通信(mMTC)主要面向智慧城市、智能家居、环境监测等以传感和数据采集为目标的应用需求。

为满足5G多样化的应用场景需求，5G的关键性能指标更加多元化。ITU定义了5G八大关键性能指标，其中高速率、低时延、大连接成为5G最突出的特征，用户体验速率达1Gbps，时延低至1ms，用户连接能力达100万连接/平方公里。2018年6月3GPP发布了第一个5G标准(Release-15)，支持5G独立组网，重点满足增强移动宽带业务。

5G通信系统从最开始就提出了更快、更高、更强的口号(哎，这不正是著名的奥林匹克格言吗?)，从1G到5G甚至到未来的通信系统，设计师们正是秉承着这个理想，来设计并升级一代一代的通信系统。

根据3GPP 38.101协议的规定，5G NR主要使用两个频段:FR1 和FR2：FR1(450MHz-6GHz)，即通常所说的Sub 6GHz;FR2(24.25GHz-52.6GHz)，即通常所说的5G毫米波频段。FR1上即将发生的演变被很多人认为是对当前4G系统的演进，而对毫米波的拓展才是当前5G通信系统最大的新点和难点，因为就算是Massive MIMO这项技术，其实也更多地是为了补充毫米波频段本身的缺陷。

在美国，当前主要的运营商还以发展毫米波5G为主，用于补充偏远地区的用户接入。在中国，虽然优先部署和发展Sub 6GHz 的5G系统，但到2019年这个即将商用的时间点，运营商们也开始逐步将眼光投射到毫米波频段，用以实现5G通信系统的强大指标。

2020年6月Release-16版本标准发布，重点支持低时延高可靠业务，实现对5G车联网、工业互联网等应用的支持。Release-17(R17)版本标准将重点实现差异化物联网应用，实现中高速大连接，计划于2022年6月发布。

中国IMT-2020(5G)推进组5G毫米波测试计划取得里程碑进展，成功完成5G毫米波大上行帧结构的8K视频回传业务，这在全球还是首次。中兴通讯、中国联通、高通技术公司与TVU Networks于21日在北京宣布，四方在实验室环境下成功在26GHz(n258)频段上完成该演示。

毫米波指的是波长1毫米波至10毫米波，是5G高频频段。中国已发放了5G中低频段频率，即Sub-6GHz频段，毫米波频段则正在试验之中。

我国具备毫米波有源相控阵研制量产能力的主要单位包括以下两类：一是国内大型军工集团的下属单位，如中科电第十四、三十八研究所等;二是具备三、四级配套能力的民营供应商，如成都天箭、成都雷电等。由于行业和产品的技术密集型特征，整体行业竞争较为缓和。大型军工集团的下属单位大多从事国防装备关键系统的研制和总成，甚至是国防装备整机总成，同时具备对核心微系统的整体设计与器件、组件设计生产能力。

中国联通科技创新部总经理马红兵在当天举行的2021高通技术与合作峰会上介绍，毫米波能够在热点密集区域提供更大带宽、更大容量、更高性能的5G服务，通过与MEC、AI技术结合，毫米波可以为客户提供定制化专网服务，可广泛应用于智慧厂区、智慧园区和智慧码头等场景。

中国正在推动5G毫米波产业化。中国工业和信息化部今年初表示，2021年持续组织开展5G毫米波试验，超前谋划、系统布局产业未来发展。4月份工信部发布的《5G应用“扬帆”行动计划(2021-2023年)》征求意见稿也提出，组织开展5G毫米波基站研发和端到端测试，加快技术和产品成熟，奠定5G毫米波商用的产业基础。

当前最有吸引力的毫米波应用主要在E频段与V频段。E频段对应于60GHz～90GHz的频率范围，在此频段上由于大气衰减的影响只能采取视线传输(LOS)方式。实际上，很多大气中的分子，例如氧气、水蒸气或氮气，可以在这个频段内的特定波长上吸收能量。然而，在实践中，这些频率范围上足够多的可用频谱资源还是驱使着产业来将未来的技术应用到这些频率范围上来。与此类似，V频段对应于40GHz～75GHz，被广泛用于卫星通信。

随着即将到来的5G网络和ADAS的推广，毫米波系统的需求也越来越大。测试这些超宽带技术，带外部混频器的频谱分析仪必须避免镜像响应问题，必须为OTA测试提供足够的灵敏度，必须为调制分析具备足够的调制相位噪声性能。MS2830A/MS2840A频谱分析仪和MA2808A高性能波导混频器的组合是满足这些需求的理想解决方案。

毫米波的传输距离实在有限，要用在大规模覆盖上难度不小，高密度部署的话成本也颇高，这也是目前很多运营商比较头疼的问题。老师教导我们，无线电波的频率越高，传播距离越短。在理想的自由空间传播条件下，一个70GHz的毫米波传播10米之后损耗高达89dB;而在非理想的传播条件下，传播损耗更是大的多。因此，毫米波系统必须通过提高发射功率、提高天线增益、提高接受灵敏度等各种方法来补偿这么大的传播损耗。现在5G通信系统里引入了Massive MIMO大规模天线阵列技术等，也是为向毫米波频段搬家修好道路。

据百瑞赢了解，5G毫米波最大的优点是频率高，速度可达10Gbps，是4G网络的10倍。除此之外，5G毫米波束很窄，能够很好地辨别方向，让信号源更加清晰稳定。

但是毫米波器件的成本较高，之前主要应用于军事。然而随着5G基站大规模落地以及相关技术发展，近年来毫米波在民用领域也得到了广泛的研究和应用。目前，毫米波频段仍有大量潜在的未被充分利用的频谱资源。因此，毫米波成为第5代移动通信的研究热点。

所以百瑞赢认为：随着相关技术的逐渐提升及海外龙头运营商的示范，国内5G毫米波网络的建设将随之提速，相关领域布局公司望迎来机遇。

毫米波有源相控阵是通信领域的前沿技术之一，是一项典型的通信基础技术。目前，毫米波有源相控阵微系统在精确制导、通信数据链、雷达探测、电子对抗、遥感、辐射测量等方面均已展开不同程度的应用尝试，在 5G 通信基站、车载无人驾驶雷达、商业卫星毫米波链路系统、移动终端“动中通”、无人机、周界安防等通用领域方面也拥有广阔的市场前景。