5G建设提速,毫米波迎最强风口

乐晴智库
5G频段主要分为Sub-6GHz和毫米波两大类,Sub-6GHz频段是现阶段的发展重点。近期政策层面多次加码推进5G网络建设进度,运营商频频启动相关设备集采,我国5GSub6GHz网络规模建设正式提速,但在Sub6GHz的5G网络下,单用户峰值速率仍在百兆水平。

据行业媒体4月15日报道称,三星电子近日表示,该公司在实验室演示中实现了业界最快的5G速度,该演示使用载波聚合技术将毫米波频谱的多个信道与800MHz频谱进行了合并。

除了三星之外,中国移动在2019年5G毫米波技术创新研讨会上透露,中国移动已经完成5G毫米波关键技术验证,计划在2022年逐步进行5G毫米波商用。

5G频段主要分为Sub-6GHz和毫米波两大类,Sub-6GHz频段是现阶段的发展重点。近期政策层面多次加码推进5G网络建设进度,运营商频频启动相关设备集采,我国5GSub6GHz网络规模建设正式提速,但在Sub6GHz的5G网络下,单用户峰值速率仍在百兆水平。随着2/3/4G无线通信网络的发展,目前世界上现在所用的频段资源(6GHz以下)已非常稀缺。为满足5G所期望的8大KPI指标,更大的带宽资源只得向高频方向探寻,毫米波在无线通信网络的应用应运而生。

5GeMBB所提到的“10Gbps”传输能力标杆则需要高性能的毫米波5G网络,我国的5G网络发展将向毫米波演进,以真正实现5G的性能突破。毫米波频段将以其超高的传输速率、超大的容量和极低的时延,将会成为5G下一阶段发展的核心方向。

毫米波技术最早应用于军用雷达,在5G建设的民用需求推动下,Yole预测射频GaN市场空间将从2017年的3.8亿美元增长到2023年的13亿美元。

目前世界上现在所用的频段资源是非常稀缺,毫米波技术可以通过提升频谱带宽来实现超高速无线数据传播,是5G通讯技术中的关键之一。

毫米波具有带宽大、波束窄的特点,在5G网络、宽带卫星通信及雷达领域应用前景广泛。毫米波是指波长为1至10毫米的电磁波,对应频率26.5至300GHz,其中可用带宽高达135GHz,可为无线通信网络提供超大的带宽资源。另外,毫米波波束宽度极窄,因此可以分辨相距更近的小目标或者更为清晰地观察目标的细节,使其可大幅提高雷达的观测精度。

我国5G毫米波测试进展顺利,IMT-2020(5G)推进组将5G毫米波试验规划分为以下三个阶段: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年开展典型场景验证。

第一阶段测试的进展比原来预期的计划提前,2019年10月底华为、中兴、诺基亚贝尔三家系统厂家全部完成了今年预计的测试工作,完成了毫米波关键技术测试的主要功能、设计和外场性能测试,实现了毫米波的主要关键技术,开展了毫米波射频的测试;同时海思和高通也已经进行了毫米波关键技术室内的芯片功能测试。

目前国产产业已初步成熟。基站方面:华为、中兴、爱立信、中信科、诺基亚贝尔均已推出了毫米波基站产品,并已启动在中国信通院及运营商的测试验证工作。其中华为和中兴的毫米波产品表现更佳,测试进度大幅领先。终端芯片方面:终端芯片龙头高通已连续推出了多款同时支持5GSub6GHz和毫米波的5G终端芯片。而海思、三星、联发科则仅仅推出了支持5GSub6GHz的5G终端芯片,这一点也频频受到毫米波芯片龙头高通的攻击。海思的毫米波芯片正处于信通院测试阶段。

毫米波因其高频率、大带宽的特性、对基带芯片、射频芯片、天线、变频器、移相器、功放、低噪放、射频开关等关键器件提出了新的要求。目前制造低频段射频前段器件材料多为砷化镓(GaAs)、CMOS和硅锗,而毫米波频段的射频前段器件以第三代半导体材料氮化镓(GaN)、InP为主。

以功率放大器(PA为例,目前低频段主流的功率放大器为砷化镓(GaAs),但在毫米波频段,氮化镓(GaN)和InP的制造工艺性能上均要强于砷化镓(GaAs)。高集成度、高效率、高线性、以及微系统集成毫米波将是毫米波模块与器件的发展方向,6英寸GaN器件制造工艺将成为主流。

毫米波具有大带宽频谱资源及波束高分辨率的特点,应用前景广泛。除了相控阵雷达等传统军用领域,毫米波在5G、宽带卫星及车载雷达等民用领域有着巨大的应用前景。毫米波通信技术的实现使得为未来实现可触式互联网、低时延性的虚拟现实以及3D等未来应用的研究提供了新的发展方向。随着5G建设的加快,毫米波将迎广阔发展空间。

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