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毫米波5G—拓展无线宽带网络业务APP应用和部署模式的新工具

毫米波5G—拓展无线宽带网络业务应用和部署模式的新工具

通信世界网络信息( cww )日前宣布，高通和中兴通讯将联合推出支持200mhz载波带宽的5g毫米波测试和部署需求，该需求是为配合和支持IMT-2020(5g )推进集团而制定的。

双方成功展示了基于26ghz毫米波段200mhz载波信道的双连接和载波聚合等技术特性。 这是我国“5g毫米波商用化的重要成果”，同时也为全球毫米波5g产业的进一步发展奠定了基础。

毫米波5g的产业生态逐渐发展

gsa数据显示，截至2021年8月中旬，全球已有超过160家电信运营商投资毫米波5g技术，支持毫米波5g的终端设备达到84种。 这些数字都比一年前大幅上升，例如在一年前的2020年8月

只有30多个终端设备支持毫米波5g技术。 strategy analytics预计，毫米波5g智能手机在全球智能手机销售中所占的比例将从2020年的2%上升到2026年的14.8%。

随着5g网络和业务在全球市场的不断扩大，毫米波5g凭借其技术经济特性，必将成为运营商拓展业务APP和网络部署模式的有力工具。

毫米波5g的技术经济特征

以往，与移动通信中经常使用的6ghz以下的频谱资源相比，毫米波段的可利用频谱数多，载波带宽大。 美国、韩国等国家的运营商在毫米波段获得了800mhz的频谱资源，远远超过了中低频带几十至百兆级的频谱带宽。

这为运营商提供可与光纤接入相媲美的接入数据速率奠定了基础。

另一方面，毫米波段的无线传播特性制约了基站的覆盖范围，严重影响运营商的网络建设成本和部署进度。 美国verizon开始引进5g两年后，毫米波5g的可用性仅为0.7%，

竞争对手t-mobile的600mhz 5g网络的可用性达到了36.3%。 可见毫米波5g不适用于广域移动的应用场景。

另外，供应充足和应用受限的特点也严重影响了毫米波频谱的拍卖价格。 下表显示了近年来一些国家5g频谱拍卖的单价，可见毫米波频谱的获取成本远远低于中低频频谱。

这为电信运营商发展新的商业APP提供了更大的灵活性。

上述特点使毫米波段具有独特的技术经济特点，既制约了毫米波5g在传统部署模式下的应用，又为运营商提供了利用毫米波5g开拓新业务和应用的机会。

毫米波5g帮助发展固定无线宽带接入

由于灵活的部署能力，固定无线接入是有线宽带接入的有益补充，是宽带运营商实现“最后一公里”接入的重要技术选项，但是有限的带宽和高使用成本也限制了固定无线接入的进一步普及。

毫米波5g的技术经济特征有助于显著提高固定无线接入的竞争力，为宽带运营商提供更灵活的技术和市场选项，提高宽带市场的竞争力。

自verizon开始引入毫米波5g以来，固定无线接入是一个重要的APP应用场景。 截至2021年8月，verizon已在全美52个城市提供基于毫米波5g的家庭宽带接入服务。

同时，将该宽带接入服务扩展到政企市场，在42个城市提供了基于毫米波5g的商业宽带服务。

虽然毫米波段的无线传播损失较大，但在固定接入场景下提高了发送功率，采用高增益天线，可以实现远程覆盖，运营商和消费者可以克服数字鸿沟，实现普遍的服务。

美国运营商us cellular与高通、爱立信等厂商合作，将5g毫米波用于远程无线宽带连接，在距离基站7公里的地方实现了下行1 gbps、上行55 mbps的平均接入速率。

strategy analytics预计，基于5g的固定宽带无线接入占全球家庭宽带市场的比重将从2020年的0.1%上升到2026年的4.5%，用户年均复合增长率将接近95%

毫米波5g可以提供高质量的业务热点服务

大型体育赛事、文艺演出、商业展览，以及人流密集的机场、火车站等交通枢纽和商业中心，人流密集，数据流量突发特征明显，往往短时间内产生极高的数据流量

工作在中低频的蜂窝移动通信网络由于频谱总量有限，往往不足以支持突发性的高数据流量。 wi-fi系统频谱带宽较大，但由于无许可频谱的特点及其系统接入机制，wi-fi系统在面临大量并发接入时，

系统效率急剧下降。 毫米波5g的技术经济特点使其能够从容应对突发的高数据流量，成为运营商提供流量热点服务的有力工具。

在今年2月的美式足球超级杯赛场上，美国三大运营商att、verizon和t-mobile分别使用800mhz、600mhz和400mhz的毫米波频谱资源，部署5g无线接入系统

这样，现场观众的使用体验显著提高。 globalwirelesssolutions(GWS )现场测试结果表明，att 5g网络平均下载速率达到1.26 gbps，

verizon和t-mobile也分别实现了432 mbps和388 mbps的平均速率。

目前，2022年北京奥运会正在紧锣密鼓的筹备中，高清视频广播、vr沉浸式体验等新的APP应用将在冬奥会期间被广泛采用，这也对无线通信网络提出了更高的要求，毫米波5g服务奥运会

毫米波5g为产业互联提供有效支撑

5g服务千行百业已成为社会共识。 在政企市场上，5g网络需要支持远程控制、无人驾驶、自动缺陷检测等新的APP应用，这些APP应用对网络性能提出了新的要求。

例如，智能工厂的无人值守运维系统需要网络支持超高可靠性和超低时延，远程控制系统需要实时上传监控视频，网络上行带宽需要1gbps以上。 另一方面，工业园区和工厂的工作场所也是比较广阔且有限的区域，

适用于毫米波系统，避免长距离，发挥高带宽、高速率的优点，同时将部署和运营成本控制在合理的范围内。

verizon已经为corning、weworks和美军几个军事基地提供了基于毫米波5g的专用网络服务。 在德国、英国、日本和韩国等国家，监管机构为毫米波段分配了申请企业用户的专用频谱

企业引进自己的5g专用网络。 下表列出了在毫米波段向企业用户分配专用5g频谱的部分国家或地区。 预计毫米波5g将在政企专网市场获得新的发展空间。

支持毫米波的新部署模型

除了直接服务终端用户外，毫米波5g还可以作为返回链路，降低5g网络部署初期对光纤返回链路的需求，提高部署灵活性。

3gpp release 16定义了名为“集成访问和备份”( iab )的新功能。

可以在一个载波上同时支持终端用户接入和为其它基站提供回传链路，并根据实际业务需求在这两个应用之间灵活调配无线电资源。回传链路部分还可通过“多跳”的拓扑结构，扩展网络覆盖范围。

iab特性既能充分利用毫米波频段充沛的频谱资源，又可以较低成本快速提升毫米波5g的网络覆盖，有望在未来的毫米波5g部署中发挥重要作用。今年7月，verizon与爱立信合作，

成功进行了iab特性的现场试验。我们期待看到iab产业链的进一步成熟，从而能为毫米波5g的部署提供更有力的支持。

小结

全球毫米波5g产业生态已趋于成熟。毫米波5g独特的技术经济特点使之可以很好地服务于固定宽带无线接入、流量热点覆盖、以及工业互联等场景，并可利用iab模式提升自身的网络覆盖能力。可以预见，

随着5g业务在全球市场的不断发展，毫米波5g的应用也必将逐渐扩展，成为运营商拓展业务应用和部署模式的得力工具，并为未来6g的研发奠定基础。

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