关于5G毫米波基站与4G LTE基站共站时覆盖效果比较

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日前，苹果公司正式发布了旗下2020年全新的智能手机产品系列——iPhone 12系列。如果说iPhone 12系列新品最大的提升是什么，那么5G网络必须排在第一位。然而，相信很多人都与笔者相同，留意到了一个小问题，那就是只有美版的iPhone 12系列新机支持5G毫米波，而其他国家和地区的版本都不具备对毫米波的支持。难道说，在美国毫米波发展得真的领先其他国家很多吗？其实不然。

前不久，以“释放5G全部潜能”为主题的“5G毫米波产业高峰论坛”在北京正式召开。会上发布了《5G毫米波技术白皮书》，同时，以中国联通、中国移动、中国电信三大运营商为代表，高通、小米、中兴等5G毫米波方面的专家针对5G毫米波未来的发展以及现阶段的商用进程做了探讨，从中不难看出，其实我国的5G毫米波也早已蓄势待发。

5G毫米波的六大优势

全球通信行业都在表示5G毫米波将成为5G下个阶段发展的重要技术，那么它究竟好在哪呢？简单来说，它共有六大优势：

关于5G毫米波基站与4G LTE基站共站时覆盖效果比较

5G毫米波的六大优势

1.频率资源丰富、带宽极大

5G毫米波技术第一个优势，同时也是最重要的优势，是频率资源丰富、带宽极大。5G毫米波之所以受到重视，是因为其相较于5G Sub-6GHz频段（FR1）具有更丰富的频谱资源（如图所示），是5G网络提供千兆连接能力的主要方式，是实现5G最初愿景的有力保证。毫不夸张地说，要达到5G最高速率要求，就必须使用5G毫米波。

5G毫米波频谱资源

2.易与波束赋形技术结合

5G毫米波技术第二个优势是易与波束赋形技术结合。5G毫米波的频段高、波长短，使得其在设计和部署上有空间优势，非常适合与波束赋形技术相结合，增强性能并降低干扰。波束赋形技术能够在单根天线功率很低的情况下，依然提供很好的信号质量。由于波长较短，5G毫米波设备的天线阵列可在有限尺寸空间内放置更多天线阵子，特别是5G毫米波基站的天线阵子数量可以达到256、512甚至更多，因此无论上行下行均可获得极大波束赋形增益。受益于波束赋形技术，5G毫米波信号通信距离大幅增强，可以用于短距传输和室内热点覆盖之外的更多场景。例如在使用5G毫米波基站进行室外覆盖时，覆盖半径可达数百米或几千米，在许多情况下可以与现有4G和5G中低频小基站实现共址共站。

5G毫米波基站与4G LTE基站共站时覆盖效果比较

3.可实现极低时延

5G毫米波技术第三个优势是可实现极低时延。通常来说，5G网络是以时隙为单位调度数据的，空口时隙长度越短，意味着5G网络在物理层的时延越小。如下表所示，5G毫米波系统空口时隙长度最小可至0.125ms，是目前主流5G中低频系统的1/4。如果采用短时隙（mini slot）调度，空口时延还会更小。因此，5G毫米波系统比5G中低频系统空口时延显著降低，是满足5G空口时延小于1ms的有力保证，可实现5G网络对工业互联网、AR/VR、云游戏、实时云计算等URLLC（高可靠低时延）业务的质量承诺。

5G网络不同频段可配时隙间隔

4.可支持密集小区部署

5G毫米波技术第四个优势是可支持密集小区部署。与5G中低频系统不同的是，5G毫米波系统通过波束赋形技术不但可提高目标对象信号增益，还可利用波束定向的特点将信号能量聚焦在特定方向来减小对其它非目标对象的干扰，保证邻近链路或者邻近小区通信质量。因此，与5G中低频系统相比，5G毫米波系统更容易实现密集小区部署。这使得5G毫米波系统很适合在大型场所如会议室、音乐会、体育馆、地铁站等人口密集区域进行部署。

5.可进行高精度定位

5G毫米波技术的第五个优势是可进行高精度定位。5G毫米波波束窄、方向性好，有极高的空间分辨力；同时由于信号传输周期小、时间精度高，5G毫米波有望实现厘米级的定位，即使和全球卫星定位导航系统相比也有精度和速度上的优势。

6.设备集成度高

5G毫米波技术的第六个优势是设备集成度高。相对于Sub-6GHz，5G毫米波元器件的尺寸要小得多，5G毫米波设备更容易小型化和微型化。当5G毫米波规模商用后，相关元器件成本会降低，在专业设备、可穿戴设备、智能零部件等领域5G毫米波集成度高的优势意味着广阔的应用前景。另外，5G毫米波基站也具有体积小、重量轻、易安装的优势，有利于打造一个绿色、高效和方便部署的5G毫米波网络。

推动5G毫米波产业发展势在必行

既然5G毫米波凭借诸多优点成为5G网络进一步发展的重要技术，那么在我国，推动5G毫米波产业发展也就成为一件势在必行的事！早在2017年7月，我国政府就批准在24.75-27.5GHz和37-42.5GHz的5G毫米波频率范围内使用5G技术开展研发试验。中国工业和信息化部在2020年3月《关于推动5G加快发展的通知》中明确指出，将结合国家频率规划进度安排，组织开展毫米波设备和性能测试，为5G毫米波技术商用做好储备，适时发布部分5G毫米波频段频率使用规划。

2019年以来，中国IMT-2020（5G）推进组统筹规划，分三个阶段推进5G毫米波的试验工作：2019年重点验证5G毫米波关键技术和系统特性；2020年重点验证5G毫米波基站和终端的功能、性能和互操作，2020到2021年开展典型场景应用验证。爱立信携手一加手机完成5G毫米波商用系统和商用智能手机端到端测试，在室内室外各种环境下均表现出稳定优异的性能；诺基亚贝尔与基于芯片的测试终端配合，成功展示5G毫米波4Gbps峰值性能，拉远测试在1200米处、和非视距场景及人体遮挡等测试场景下，下行速率仍可达数百兆至2Gbps；OPPO携手爱立信，实现了5G毫米波商用系统与商用CPE的端到端测试，4.06Gbps的下行速率以及210Mbps的上行速率，并在拉远测试中，2.3千米处仍然保持200Mbps的下行速率。

那么我国毫米波商用的时间点究竟是何时呢？冬奥会！2022年冬奥会将在中国北京举办。北京冬奥组委会对这项国际性顶级赛事的通信保障和服务提出了新的技术要求，要求为广大观众、媒体转播者、赛事组织者和参与者提供优质的观赛体验和网络服务，因此5G网络部署将发挥至关重要的作用。冬奥会通信服务场景复杂多样，既存在室内热点的高容量通信需求，又存在室外的广阔覆盖的需求必要，为展现5G毫米波技术优势提供了绝佳展台。作为2022年北京冬奥会官方唯一通信运营商合作伙伴，中国联通将综合运用5G毫米波等多种技术手段，打造超大带宽的智慧无线场馆，更好地为各方提供优质的网络服务保障。可以期待，在冬奥会上的应用将成为中国5G毫米波大规模商用以及5G毫米波产业链快速发展的重要里程碑。

在论坛上，中国联通研究院副院长迟永生也表示，中国联通未来将以科技冬奥为时间节点，通过试点试验，在行业内率先形成产业生态，带动国内产业链加速发展，做好毫米波26GHz频段设备、芯片、终端的准备，服务科技冬奥，展示中国通信行业实力。

另外，作为5G毫米波产业链上的重要一环，高通中国区研发负责人徐晧表示，高通已经推出了多代5G毫米波解决方案，并通过持续的研发和试验证明毫米波可以用于移动通信，并积极携手合作伙伴将毫米波扩展至室内部署、公共网络及企业专网，持续推动5G毫米波的演进。

高通作为一家通信技术研发的领导企业，一直以来，都在全力支持我国通信行业，尤其是终端产业的高速发展。针对5G毫米波的发展，高通可以为不同的产业链合作伙伴提供技术与产品的支持。比如目前在大多数5G智能终端产品内提供的骁龙X50、骁龙X55调制解调器，可以支持6GHz以下及毫米波。未来即将推出的骁龙X60，更是可以让终端设备支持6GHz以下毫米波和毫米波-6GHz以下聚合，进一步提升5G终端的联网体验。

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