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近日,在哈尔滨举行的第九届亚洲冬季运动会吸引了全球目光。赛场内外,不仅有运动员们的热血拼搏,更有科学技术创新带来的震撼体验。
从8K超高清直播、多视角观赛等全新体验,毫米波凭借其高速率、低时延、大带宽的特性,让观众仿佛置身于比赛现场,沉浸式感受冰雪运动的魅力。这场技术盛宴背后,也预示着当毫米波不断突破技术瓶颈走向商用,它也正在重构5G-A产业链的价值分布。
在5G网络建设浪潮中,中国以卓越的发展成就持续引领全球。截至2024年末,我国5G基站达到425万个,实现了“县县通千兆,乡乡通5G”。
面对网络容量、网络时延、连接能力等日渐增长的需求,无线G-Advanced)演进。5G-A不仅解锁了新的技术,还拓展了新的频谱应用,实现了更大容量、更多连接、更低时延,更进一步实现全域感知、泛在智能、空天地一体,向传统无线通信未曾触及的应用领域拓展。
2025年,全国工业和信息化工作会议提出新目标,力争实现5G基站累计建成数量超越450万座,这在某种程度上预示着未来5G网络覆盖将更广泛,为5G-A的逐步发展和应用提供更坚实的基础,也将为毫米波在5G通信领域的深度应用创造更多可能。
3GPP定义的5G标准包括Sub-6 GHz和毫米波,频率范围在6GHz以下的叫做Sub-6GHz频段;另一种范围在24GHz~100GHz的高频频段,被称为毫米波。
相对于Sub-6GHz的5G网络,5G毫米波的超大带宽带来的是更为丰富的频谱资源。一方面5G毫米波能解决运营商面临的频谱资源短缺的问题,又能带来更大的网络容量。传播速率上,毫米波频段移动应用最大带宽达到400MHz,理论的传输速率高达10Gbps,显然更符合5G时代用户对“唯快不破”的追求。另一方面,5G毫米波的时延仅为Sub-6GHz频段的四分之一,真正的完成毫秒级的时延。
其中,毫米波频段(24GHz~100GHz)的物理特性决定了其革命性价值,800MHz连续频谱资源是sub-6GHz的16倍,理论时延可压缩至1ms级,波束宽度比传统频段窄50倍。这些实验室数据在亚冬会转化为具体指标——赛事专用8K摄像机通过毫米波回传时,单设备峰值速率达4.2Gbps,时延稳定在3ms以内,较光纤部署成本降低40%。这标志着毫米波正式跨越了“可用”到“好用”的分水岭。
同时,亚冬会构建了全球首个毫米波多场景融合网络,在赛事直播端,毫米波+AI编码技术实现16路8K信号并发传输;在安防系统,毫米波成像设备以每秒20人次的效率完成无感安检;在交通调度中,毫米波雷达与C-V2X协同,使接驳车辆定位精度达到5厘米级。这种系统级应用验证了毫米波在密集连接、高可靠场景的无法替代性。
此外,在安防领域,毫米波人体安检设备实现了非接触式快速安检,单次检测时间仅需2秒;在交通管理方面,毫米波雷达为赛事专用车辆提供了厘米级精度的定位服务。
可见,毫米波能够明显提升5G-A网络的传输速率、降低延迟、增加网络容量,为5G-A网络的高质量发展提供有力支持,同时,毫米波的应用也正加速5G-A产业链的成熟和完善,推动整个5G-A产业的升级和转型。
尽管毫米波拥有诸多优势,但是在覆盖上也面临着一些挑战,尤其是与Sub-6G频段相比,毫米波的穿透损耗更大,绕射能力也相对较弱,给设计、制造和部署的工作流程中带来了许多挑战。因此,产业链在毫米波的应用上需要巧妙地“扬长避短”,以确保其在最合适的场景中发挥最大的潜力。
当前,毫米波产业链主要包含设备商、天线、芯片模组、通信测试等关键环节。中国厂商已形成毫米波全链路能力,华为的MetaAAU基站实现7.5米超窄波束扫描,中兴通讯的智能反射面(RIS)技术将覆盖距离延伸至800米,而移远通信的毫米波模组实现功耗降低30%。
传统宏基站模式在毫米波时代遭遇挑战,亚冬会验证了“微站+智能反射面+AI节能”的新架构:中国移动部署的200个毫米波微站,通过智能波束管理实现能耗降低45%,与此同时,这种变革倒逼设备商从硬件供应商向“硬件+算法+服务”集成商转型,推动网络架构的范式革命。
在天线层面,粤海信“元瞰”系列毫米波透镜天线作为全球首款专为毫米波(24GHz~100GHz)高密度场景设计的高增益多波束天线解决方案。该产品通过超材料透镜技术、智能波束赋形算法及模块化设计,直击毫米波商用中覆盖弱、干扰大、部署难的核心痛点,为运营商、智慧交通及工业互联网提供高效、低成本的无线连接方案。
在应用场景上,FWA是5G-A最火热的赛道之一,全球近三分之一的运营商通过5G提供FWA服务。到2028年将达到670亿美元,年复合增长率为16%。FWA也是毫米波充分的发挥自身优势的应用场景,通过结合5G和毫米波频谱的优势,5G毫米波FWA提供了一种媲美光纤有线连接的替代方案。
在海外市场,爱立信的Street Macro毫米波微基站与诺基亚贝尔的AirScale毫米波基站,以体重轻、身材小巧等特点灵活安装在商业街附近建筑的墙面上,提供高达10Gbps的峰值速率。
同时,在消费端,AR/XR设备借毫米波摆脱线缆束缚,vivo已推出支持毫米波的XR眼镜原型机,高通的骁龙X80也通过调制解调器及射频系统将AI与5G Advanced性能相结合,首次在5G调制解调器中集成NB-NTN卫星通信、首次面向智能手机支持6Rx、首个下行六载波聚合,以及首次面向固定无线接入客户端设备(CPE)支持由AI赋能的毫米波增程通信。
此外,在毫米波频率下,显著的路径损耗使得射频(RF)功率有限且成本高昂。毫米波频率给测试方法带来了颠覆性的变化。
目前,罗德与施瓦茨用5G毫米波射频测试的紧凑型解决方案,包括 R&S®CMP200无线通信测试仪、R&S®CMPHEAD30远程无线电头端和R&S®CMQ200屏蔽柜,可在辐射条件下提供准确可靠的测量结果,适用于产品从开发到生产的所有阶段;是德科技Keysight 5G研发测试台在28GHz频率处的误差矢量幅度(EVM)最低仅为1%,覆盖频率范围2(FR2)中高达44GHz的5GNR频段,为毫米波的深化发展提供了有力支持。
当前,我国5G-A商用进入第二年,体验经营成为商业发展的关键机遇。毫米波的高带宽、低延迟特性使其适用于AR/VR、云游戏、实时计算等对时延要求极高的业务场景,这也契合用户多元体验需求,助力运营商提升联接价值,拓展商业模式,迈向体验经营新通路。
然而,尽管毫米波在亚冬会期间展现出了巨大潜力,但其商业化进程仍面临诸多挑战。
首先,针对毫米波信号易受障碍物和天气影响的问题,需要继续加强研发技术和创新,提高信号的穿透力和抗干扰能力,亚冬会多个方面数据显示,场馆内毫米波信号穿墙损耗达45dB,室外雨天衰减增加20dB。当前单微站覆盖半径不足200米,部署密度是sub-6GHz的5倍,导致网络建设成本激增。
其次,毫米波的部署和应用需要投入大量资金用于基站建设、设备采购和运维等方面,需要通过技术创新和规模化生产等方式降低毫米波技术的成本,提高其性价比和市场竞争力。
最后,随着5G-A网络的持续不断的发展,毫米波将适用于更多新兴应用场景。因此,需要加强与各行各业的合作与交流,挖掘潜在的应用需求和市场机会,推动毫米波技术在更多领域得到实际的落地应用。
值得关注的是,过去十年间,无线通信技术以代际跃迁的速度重塑人类社会运行范式。从4G时代“连接人”到5G时代“连接万物”,每一次技术迭代都伴随着对网络容量指数级增长的刚性需求。在这个以频谱效率定义竞争力的时代,毫米波技术正成为破局的关键——其拥有的800MHz连续频谱资源,相当于sub-6GHz频段16倍的带宽容量,恰如其分地呼应了6G时代“智联世界”的底层逻辑。
在相关专家看来,毫米波的产业化进程,是中国通信产业从规模优势迈向创新优势的重要标志。当技术突破与产业生态形成良性互动,毫米波有望成为开启6G时代大门的关键钥匙。就如2024年哈尔滨亚冬会,5G-A与毫米波的应用大放异彩,不仅为赛事提供了高清直播、实时互动等精彩体验,更展示了中国通信技术在重大场景中的强大实力。
可以说,在亚冬会的冰雪赛场背后,一场通信产业的变革正在悄然发生。这不仅让中国在通信技术的代际交替中,始终掌握着“定义场景”的主动权,更预示着中国通信产业在全球竞争中,将凭借持续的技术创新,迈向更为广阔的发展空间。