王欣

本報記者

近日，工業(yè)和信息化部批復(fù)4.8-5.0GHz、24.75-27.5GHz和37-42.5GHz頻段用于我國5G技術(shù)研發(fā)試驗，試驗地點為中國信通院MTNet試驗室以及北京懷柔、順義的5G技術(shù)試驗外場。

2016年1月，工業(yè)和信息化部確定3.4-3.6GHz頻段用于北京和深圳兩地5G技術(shù)試驗，以驗證5G關(guān)鍵技術(shù)性能。

而此次除了增加了此前工信部為5G劃分的中低頻段4.8-5.0GHz，還增加了共計8.25GHz的毫米波頻段。

可以預(yù)見，毫米波將很快加入5G研發(fā)試驗的后半場，成為重要角色。

狼煙起：毫米波規(guī)劃與國際同步

實際上，高頻段的資源開發(fā)已經(jīng)是全球產(chǎn)業(yè)界的共識。

低頻頻譜資源緊張一直是國際問題，相對來說毫米波資源卻十分豐富，且稍加授權(quán)就可以使用。同時，由于5G應(yīng)用場景豐富，而毫米波能夠承載大量數(shù)據(jù)信息，非常適用于自動駕駛等速率要求較高的場景。

其實，最近關(guān)于毫米波的聲音日漸加強。在日前，工業(yè)和信息化部無線電管理局局長謝遠生主持召開的無線電管理局專題會上，謝遠生對我國頻譜發(fā)展提出了四點要求，對于毫米波，他提到要求開展國內(nèi)及國際協(xié)調(diào)工作，加快推進毫米波頻段5G系統(tǒng)頻率規(guī)劃。

而早在6月8日，工信部就公開征集對高頻頻段24.75-27.5GHz、37-42.5GHz或其他毫米波頻段5G系統(tǒng)頻率規(guī)劃的意見，并要求詳細列出毫米波頻段的使用現(xiàn)狀、未來計劃及關(guān)鍵時間點，以及該頻段部署5G系統(tǒng)主要面臨哪些技術(shù)方面的問題（包括射頻器件、芯片、儀表等）。

為什么要選擇24.75-27.5GHz、37-42.5GHz這8.25GHz毫米波頻段？

IMT-2020（5G）推進組副主席王志勤曾在公開演講中表示，在高頻段通信方面，對于前期預(yù)商用而言，20GHz-40GHz擁有更高的優(yōu)先性，同時26GHz和28GHz、38GHz和42GHz頻段可采用同一組射頻器件，將更有可能實現(xiàn)全球協(xié)調(diào)統(tǒng)一。

近日，加拿大創(chuàng)新、科學(xué)與經(jīng)濟發(fā)展部（ISED）準(zhǔn)備將28GHz頻段、37-40GHz頻段以及64-71 GHz頻段用于5G系統(tǒng)。無獨有偶，歐盟委員會無線頻譜政策組（RSPG）也認為高于24GHz的高頻段具有潛在價值，因為24.25-27GHz頻段有超過3GHz的大帶寬，所以在5G部署早期會優(yōu)先選擇24.25-27.5GHz。同時韓國、美國也已經(jīng)率先釋放28GHz頻段用于高頻5G的開發(fā)，且日本也將28 GHz頻段作為推出5G服務(wù)的主要備選頻段。

值得一提的是，在WRC-19 1.13議題上，在總范圍24.25-86GHz里提出的11個5G候選頻段中，頻段相對較低、帶寬大的24.25GHz-27.5GHz毫米波頻段已成為國際意見比較統(tǒng)一的且研究最為集中的高頻頻段。

事實表明，我國5G毫米波頻譜規(guī)劃與美國、歐盟、日本、韓國基本保持一致，24.75-27.5GHz、37-42.5GHz容易與國外形成規(guī)?；a(chǎn)業(yè)鏈，降低5G毫米波研發(fā)風(fēng)險。

烽火濃：器件性能提高

毫米波頻譜通常包括20GHz以上的高頻頻段，且之前毫米波主要應(yīng)用在軍事等領(lǐng)域。所以，通信業(yè)十分關(guān)心毫米波是否能真正用于5G。

近年來，關(guān)于毫米波的器件、芯片的研發(fā)也在緊鑼密鼓地展開，毫米波器件逐漸向多種材料發(fā)展。據(jù)了解，傳統(tǒng)的毫米波單片集成電路主要采用化合物半導(dǎo)體工藝， 如砷化鎵（GaAs）、磷化銦（InP）等，其在毫米波頻段具有良好的性能，是該頻段的主流集成電路工藝。而近十幾年來，硅基（CMOS、SiGe等）、氮化鎵（GaN）工藝也取得大進展并迅速拓展至毫米波頻段。

可以發(fā)現(xiàn)，一方面隨著芯片制造技術(shù)不斷提高，毫米波器件性能不斷提升。另一方面毫米波自身工作波長較短，可以有效減小器件及系統(tǒng)的尺寸，這都使得毫米波器件成本逐漸降低。

對此，王志勤也在公開演講中肯定了毫米波器件的發(fā)展，并表示毫米波應(yīng)用在5G，不會存在業(yè)界曾擔(dān)心的我國會面臨美國“禁運”關(guān)鍵器件的問題。“隨著高頻器件集成度越來越高，國內(nèi)廠商將無需到國外購買分離的元器件，因此‘禁運風(fēng)險將越來越低。”王志勤如是說。

莫等閑：研發(fā)已開始

一方面毫米波器件的研發(fā)正如火如荼地展開，另一方面國內(nèi)外運營商、通信設(shè)備商早已按捺不住毫米波技術(shù)的研發(fā)熱情。

目前，國內(nèi)外運營商都開始聯(lián)合華為、中興、愛立信、高通等設(shè)備商進行毫米波測試。

今年年初，美國運營商AT&T宣布已經(jīng)開始在舊金山采取C-RAN架構(gòu)部署小區(qū)，為了應(yīng)對未來毫米波發(fā)展。

今年3月，愛立信與日本軟銀開始基于28GHz頻段的5G測試，并與IBM聯(lián)合成功推出工作在28GHz毫米波頻段，用于未來5G基站的緊湊型硅基毫米波相控陣列集成電路（簡稱IC）。

今年7月，中國移動與羅德與施瓦茨合作完成了業(yè)界首次5G毫米波器件全面測試。據(jù)悉，此次測試5G毫米波器件正是工作于26GHz頻段和39GHz頻段，包括功放、低噪放、變頻器等。

日前，新加坡移動運營商M1也宣布與華為合作，在E-band的73GHz頻段上利用毫米波技術(shù)成功實現(xiàn)了35Gbps的數(shù)據(jù)傳輸速度。高通一直致力于毫米波的發(fā)展，并測試了毫米波自適應(yīng)波束成形與波束追蹤技術(shù)，同時與眾多國內(nèi)外運營商合作在毫米波28GHz和39GHz頻段上測試其基于3GPP的統(tǒng)一5G新空口設(shè)計。

業(yè)內(nèi)人士表示，隨著毫米波芯片成本降低、毫米波研發(fā)的大幅鋪開，毫米波必將為5G發(fā)展帶來裨益。而目前5G采用毫米波所面臨的挑戰(zhàn)，主要在于毫米波頻譜用于5G還并未經(jīng)過完整研究，仍有諸多技術(shù)問題待解。