每隔一段時間，新的技術(shù)就會應(yīng)運而生，并重塑此前的邊界和假設(shè)。盡管仍處在廣泛測試中，但5G毫米波正成為變革移動行業(yè)的一項關(guān)鍵技術(shù)，引領(lǐng)下一代用戶體驗，并顯著提高網(wǎng)絡(luò)容量。

它的到來恰逢其時。移動網(wǎng)絡(luò)正面臨激增的數(shù)據(jù)需求，因為消費者越來越多地利用移動設(shè)備來分享和消費高保真多媒體。最重要的是，隨著移動設(shè)備能做的事越來越多——比如高分辨率相機、4K視頻、VR、AR——消費者對更快、更好連接的需求也日益增加。

近日，Qualcomm進行了一項全球5G消費者調(diào)查，結(jié)果證實了這種對移動寬帶無法滿足的需求。調(diào)查發(fā)現(xiàn)，當(dāng)5G可用時，約有50%的消費者會購買支持5G網(wǎng)絡(luò)的智能手機。在消費者選擇5G手機的因素中，快10倍的速度，快10倍以上的響應(yīng)時間， 以及更劃算并且無限的流量，等三大原因居首。

為了滿足日益增長的需求，我們需要獲取更多的頻譜。頻譜就像移動連接的命脈。原因很簡單——更多的頻譜意味著更高的網(wǎng)絡(luò)容量，也就意味著更快的數(shù)據(jù)速率和更好的用戶體驗。5G的一個關(guān)鍵機遇是利用此前不適合用于移動通信的全新的高頻段。5G NR——全球5G標(biāo)準——不僅僅面向3 GHz以下頻段設(shè)計，而是提供了一個統(tǒng)一設(shè)計，從而可以利用3.3到6 GHz的中頻段，以及24 GHz以上的高頻段——也被稱為毫米波。

圖1、5G NR統(tǒng)一空口設(shè)計涵蓋豐富的頻段和類型

盡管將24 GHz以上頻段用于無線通信并非新鮮事，但對于移動通信，毫米波是一個全新的前沿領(lǐng)域，前景十分誘人，因為在這些高頻段，有大量可用的帶寬可用來實現(xiàn)極高的數(shù)據(jù)速率并顯著提高容量。在相當(dāng)一段時間內(nèi)，毫米波被用于定點、視距內(nèi)無線通訊，作為固定無線回傳和衛(wèi)星通訊。然而，增加的傳輸損耗，易受障礙物影響(如手、頭、身體、樹葉、建筑穿透)，以及RFIC的復(fù)雜性和能量效率，使得這些高頻段歷來不適用于移動通信。但是現(xiàn)在，基于5G NR的毫米波正改變這一現(xiàn)狀，而Qualcomm正引領(lǐng)這一潮流。

業(yè)內(nèi)有相當(dāng)數(shù)量的人對在2019年實現(xiàn)5G NR毫米波的商業(yè)化持懷疑態(tài)度——即在移動設(shè)備形態(tài)，如智能手機中克服這些高頻段的挑戰(zhàn)，提供穩(wěn)健的移動通訊。

在Qualcomm，我們一直以來都有解決其他人認為不可能的無線挑戰(zhàn)的悠久傳統(tǒng)。我們一直在研究能使毫米波用在移動寬帶通信系統(tǒng)中的關(guān)鍵設(shè)計元素——向我們自己，也向整個行業(yè)證明，什么是可行的，什么還需要攻克。我很高興能與大家分享我們在這個問題上取得的一些進展。

在真實環(huán)境中展示可持續(xù)的移動寬帶通信

今年早些時候在巴塞羅那世界移動通信大會上，我們演示了我們第一代工作在28 GHz頻段上的5G 毫米波原型系統(tǒng)。該原型系統(tǒng)和OTA測試利用了我們在新澤西的研究中心搭建的5G毫米波實驗網(wǎng)絡(luò)。我們的測試遠超過典型的5G毫米波實驗所展示的數(shù)千兆的，視距內(nèi)的毫米波通信連接。該測試展示了先進的5G自適應(yīng)波束賦形和波束追蹤技術(shù)可以在真實環(huán)境中提供穩(wěn)健的移動寬帶通信。這些真實環(huán)境包括：在行進車輛中的設(shè)備運動、在辦公室中內(nèi)的設(shè)備運動，包括墻體穿透、動態(tài)的身體和手阻擋，以及在多個基站(gNodeBs)之間快速切換。

充分展示了利用現(xiàn)有的LTE網(wǎng)絡(luò)，良好的戶外毫米波覆蓋是可能的

對于在移動網(wǎng)絡(luò)中使用毫米波的另一個普遍懷疑是，需要大量的小型基站部署來利用這些技術(shù)。這種對許多新的小型基站的需求使一些人相信，即使5G無線通信技術(shù)能夠提供穩(wěn)健的移動通信，也需要很多年才能達到商業(yè)現(xiàn)實，因為部署所有這些新站點需要移動運營商投入大量的時間和投資。

圖2、5G NR毫米波戶外覆蓋模擬

我們最近在美洲世界移動大會上演示了舊金山的仿真結(jié)果(見下圖3)。除了在城市10平方公里的區(qū)域內(nèi)展示卓越的(65%)下行連接覆蓋，通過與現(xiàn)有的LTE密集部署的共站址部署，覆蓋模擬顯示在市區(qū)1平方公里的區(qū)域內(nèi)擁有更好的覆蓋(超過80%)。該仿真還顯示，由于大信道帶寬在高頻段上成為可能，即使在基站覆蓋邊緣，，也能達到100+Mbps的峰值數(shù)率。雖然在手機上實現(xiàn)毫米波戶外到室內(nèi)的覆蓋是不可行的，但良好的戶外毫米波覆蓋可以釋放出6 GHz以下頻段(即LTE或5G)戶外到室內(nèi)的容量。此外，戶外毫米波覆蓋可以與定向的室內(nèi)毫米波部署相配合。我們計劃在本月晚些時候發(fā)布一份白皮書，詳細介紹這些網(wǎng)絡(luò)覆蓋仿真，包括對室內(nèi)環(huán)境的新仿真。同時，欲了解更多信息可以下載我們的5G NR毫米波演示。

圖3、舊金山戶外網(wǎng)絡(luò)覆蓋仿真

展示在智能手機形態(tài)設(shè)計中優(yōu)化的射頻前端設(shè)計

當(dāng)今主流的移動設(shè)備形態(tài)當(dāng)然是智能手機。過去的5年多時間里，移動設(shè)備中射頻的復(fù)雜性由于驟增的頻段和頻段組合產(chǎn)生爆炸性增長。將毫米波添加到5G移動設(shè)備將會進一步增加這種復(fù)雜性，因為它迫切地需要包含多種天線元素的毫米波射頻前端(RFFE)模塊，用于形成在X-Y-Z方向上的波束。此外，考慮到身體和手的阻礙因素，多位置布放也是必不可少的。因此，另一部分對利用毫米波持懷疑態(tài)度者關(guān)心的是將這種復(fù)雜的射頻添加進手機形態(tài)是否可行。

最近我們發(fā)布了全新的5G NR毫米波原型系統(tǒng)和試驗平臺，以加速智能手機的移動部署。第二代5G 毫米波原型是基于3GPP 5G 新空口（NR）Release-15規(guī)范開發(fā)的，并且將會被用于基于3GPP5G NR的毫米波互操作測試和從2017年下半年開始的5G NR OTA測試中。通過支持800 MHz帶寬和先進的5G技術(shù)，包括先進的信道編碼，該原型系統(tǒng)支持最高達每秒5g 比特的峰值下載速度。

UE原型實現(xiàn)了真實世界中毫米波移動挑戰(zhàn)的OTA測試，例如設(shè)備和手部遮擋。此外，它還為移動設(shè)備OEM廠商提供了可以盡早開始優(yōu)化設(shè)備的契機，以應(yīng)對將5G NR毫米波集成進精致外形的設(shè)備中的獨特挑戰(zhàn)。

在2019年實現(xiàn)用于手機的5G NR毫米波的商業(yè)化

在2019年實現(xiàn)5G NR毫米波的商業(yè)化還有很多工作要做。

首先也是最直接的，5G NR移動體驗的先行者是千兆級LTE。千兆級LTE在當(dāng)下讓我們得以一窺5G增強形移動寬帶，它也是移動網(wǎng)絡(luò)通往5G之路上的必要升級。Qualcomm一直引領(lǐng)千兆級LTE的發(fā)展，而這一技術(shù)在2017已經(jīng)成為一種全球現(xiàn)象。

在5G NR的前沿，行業(yè)正致力于完成3GPP技術(shù)規(guī)范的第一個版本(Rel-15)，包括即將在今年年底完成的非獨立部署模式的(即NSA)5G NR規(guī)范。我們的Qualcomm Research 5G NR原型系統(tǒng)，包括毫米波和6 GHz以下頻段，都旨在追蹤和推動這一標(biāo)準化過程。因此，這些原型系統(tǒng)的構(gòu)建是為了支持與網(wǎng)絡(luò)設(shè)備廠商一起在今年晚些時候開展早期的與3GPP兼容的5G NR互操作性測試。這又會推動與移動網(wǎng)絡(luò)運營商進行的兼容3GPP標(biāo)準的OTA試驗，這些試驗將會檢驗5G NR毫米波和6 GHz以下頻段在真實部署場景和用例中的表現(xiàn)。

這些測試和試驗的目的是推動移動生態(tài)系統(tǒng)的快速驗證和5G NR技術(shù)的大規(guī)模商業(yè)化。Qualcomm Technologies正利用從測試和試驗中吸取的經(jīng)驗，幫助推動正在進行的Qualcomm驍龍X50 5G系列調(diào)制解調(diào)器的開發(fā)，預(yù)計首款兼容3GPP標(biāo)準的5G商業(yè)產(chǎn)品，包括搭載驍龍X50 5G NR調(diào)制解調(diào)器的高端智能手機將于2019年推出。

盡管還有很多工作要做，但我們自信可以實現(xiàn)這一移動行業(yè)的下一個重大突破，在2019年實現(xiàn)5G NR毫米波在移動網(wǎng)絡(luò)和包括智能手機在內(nèi)的移動設(shè)備上的商用。但請勿只采納我的只言片語——下載我們最新的報告，觀看網(wǎng)絡(luò)研討會來了解更多。