近日，中國工程院院士劉韻潔向業(yè)界宣布了一條好消息——南京網(wǎng)絡通信與安全紫金山實驗室研發(fā)團隊已成功研制CMOS毫米波全集成4通道相控陣芯片，并完成了芯片封裝和測試，每通道成本可由1000元降至20元；同時，其封裝集成了1024通道天線單元的毫米波大規(guī)模有源天線陣列。芯片與天線陣列有望2022年規(guī)模商用于5G系統(tǒng)。

業(yè)內專家向記者表示，由于沒有披露更多細節(jié)，該款芯片是如何實現(xiàn)成本降低90%以上的，還不太好分析。但該款芯片將毫米波天線與毫米波芯片封裝在一起，采用了AiP封裝技術，在某種意義上有利于促進我國的5G毫米波商用進程，對國內其他5G毫米波商用技術的研發(fā)奠定了一定基礎。此外，5G毫米波擁有大量潛在、未被充分利用的頻譜資源，將是5G時代Sub-6GHz的良好補充，國內運營商可將5G毫米波傳輸技術與sub-6GHz良好結合。

開發(fā)毫米波有什么必要性？從2G到4G，移動通信的頻段基本在2.7GHz以下，但當?shù)皖l段的頻譜資源被耗盡時，就只能在高頻段獲取頻譜資源。美國選擇毫米波主要也是因為其在低頻段的資源十分緊張，只能在高頻段中“做文章”。

5G頻段目前分為兩部分，一個是sub-6GHz，另一個就是毫米波。不同于早已被業(yè)界熟知的Sub-6GHz頻段，位于高頻段的毫米波擁有大量未被充分利用的頻譜資源，研發(fā)毫米波器件成為未來推動5G發(fā)展的方向之一。

毫米波有哪些優(yōu)勢？一是毫米波的頻譜豐富，可以搭載的寬帶頻段范圍較廣，而且它的傳輸速率快，最低傳輸速率可達到10Gbps；二是毫米波的波束較窄，在空間中辨別方向能力強，傳輸方向性好；三是由于光束窄，基于毫米波制作出來芯片更易做到小型化；;四是毫米波的載波間隔較大，單SLOT周期是低頻Sub-6GHz的1/4，空口時延較低，在一些對時延要求較高的場景大有可為。

毫米波的優(yōu)點是不少，但國內目前主要以Sub-6GHz頻段擴展5G網(wǎng)絡。那么，毫米波自身存在哪些缺陷制約了它的應用？

盡管毫米波信息傳輸速度更快，但它有著非常大的缺陷——受制于無線電波的物理特性，毫米波的短波長和窄光束特性讓信號分辨率、傳輸安全性以及傳輸速度得以增強，但傳輸距離大大縮減，且信號穿透能力較差、造價昂貴、功耗也很高。

谷歌公司對相同范圍內、相同基站數(shù)量的5G覆蓋測試顯示，采用毫米波部署的5G網(wǎng)絡，100Mbps速率的可以覆蓋11.6%的人口，在1Gbps的速率下可以覆蓋3.9%的人口；而采用Sub-6GHz頻段的5G網(wǎng)絡，100Mbps速率的網(wǎng)絡可以覆蓋57.4%的人口，在1Gbps的速率下可以覆蓋21.2%的人口?？梢钥吹剑赟ub-6GHz下運營的5G網(wǎng)絡覆蓋率是毫米波5倍以上，這也讓毫米波難以在短時間商用化。

那么，這個令人“喜憂參半”的技術為何被行業(yè)寄予厚望？因為ITU IMT-2020規(guī)范要求5G速度達到20Gbit/s，單靠Sub-6GHz是搞不定的，需要用上毫米波。

一位通信行業(yè)專家曾向記者比喻，Sub-6GHz頻段仿佛是擁擠的地鐵，Wi-Fi、藍牙、衛(wèi)星廣播等都“擠”在一起，難免會“打架”。而毫米波頻段就像是無人區(qū)飛馳的敞篷跑車，時延低，容量高，可以同時有更多設備連接。

大唐移動5G專家段滔認為，運營商利用毫米波系統(tǒng)的大規(guī)模陣列天線技術，通過波束賦形，一部分波束可用于網(wǎng)絡回傳，一部分波束可用于容量覆蓋，從而可以替代傳統(tǒng)的光纖網(wǎng)絡，節(jié)省網(wǎng)絡部署成本。

Sub-6GHz頻段覆蓋廣，信號強且穩(wěn)定;而毫米波速度快，時延低，能實現(xiàn)點對點超高速傳播，兩者各有優(yōu)勢，都是“真?5G”，只不過是看哪個更適合運營商建設和使用場地的實際需要。未來毫米波系統(tǒng)可以用于室內場館及辦公區(qū)覆蓋，也可應用于室外熱點覆蓋、無線寬帶接入等，與Sub-6G協(xié)同組成雙連接異構網(wǎng)絡，實現(xiàn)大容量和廣覆蓋的有機結合，未來市場空間可觀。
責任編輯：tzh