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5.5G(5G-A)公釐波通訊或進入商用部署前夕

2024-02-18科技

5.5G( 5G-A )效能願景中提出 上/下行速率較5G提升10倍 ,透過向更高頻段遷移以提高通訊頻寬將成為重要手段。考慮到中國Sub 6GHz頻譜資源現已分配殆盡,進一步重耕、騰挪獲得連續大頻寬的難度較高, 業界普遍 認為,向更高頻段延伸成為中國5G-A時代進一步擴大無線網路頻寬、提升網路速率的重要手段。 根據華為公司判斷,公釐波頻段與潛在的6GHz新頻譜或有望在5G-A時代走向商用,為5G-A提供超大頻寬的頻譜資源支持。

(1)公釐波定義

公釐波是指波長在公釐數量級的電磁波,其 頻率大約在30GHz~300GHz之間 。根據通訊原理,無線通訊的最大訊號頻寬大約是載波頻率的5%左右,因此載波頻率越高,可實作的訊號頻寬也越大。在公釐波頻段中,28GHz頻段和60GHz頻段是最有希望使用在5G的兩個頻段。 28GHz頻段的可用頻譜頻寬可達1GHz 而60GHz頻段每個通道的可用訊號頻寬則到了2GHz

公釐波頻段

(2) 公釐波通訊特點和優勢

特點: 尤其在NLoS(非視距傳輸)和移動場景下,公釐波較低頻段頻譜而言有更大的傳播衰落,實作訊號穿墻不大可能。

優勢:所以公釐波系統在設計的時候不用特別考慮如何處理相互幹擾訊號,只要不同的終端之間不要靠得太近就可以。

公釐波傳輸路徑

在中國聯通對公釐波傳輸特性進行的實際場景驗證中,典型的樹衰損失約為17dB;標準多層玻璃穿透損耗約為15dB,標準的混凝土外墻穿透損耗可達到65dB。

(3) 公釐波系統的天線適合大規模MIMO

公釐波相比於傳統6GHz以下頻段還有一個特點就是天線的物理尺寸可以比較小。 這是因為天線的物理尺寸正比於波段的波長,而公釐波波段的波長遠小於傳統6GHz以下頻段,相應的天線尺寸也比較小。因此我們可以方便地在行動裝置上配備公釐波的天線陣列,從而實作各種大規模MIMO天線的整合,指在發射端和接收端分別使用多個發射天線和接收天線,使訊號透過發射端與接收端的多個天線傳送和接收。

(4) 公釐波通訊或成為 5.5G(5G-A) 重要演進方向

公釐波頻段擁有豐富的頻譜資源,可用頻寬大。 公釐波通訊具有大頻寬、低時延、易密集部署等優點,能較好滿足5.5G(5G-A)所要求的萬兆下行等能力;同時,根據IMT-2030(6G)推進組判斷,太赫茲通訊(利用0.1THz~10THz的電磁波進行通訊)將是6G關鍵候選技術。 業界普遍認為,隨著高速率業務需求持續增加,蜂巢式網路向更高頻段部署或將成為必然趨勢。

公釐波頻段資源更加豐富

(5)5.5G(5G-A)公釐波通訊或進入商用部署前夕

國際標準化組織層面,3GPP與ITU已針對5G公釐波頻段進行規定。 3GPP在Rel-15中針對公釐波頻段進行了標準化工作,將5G主要使用頻段劃分為FR1(450MHz~6GHz,即sub 6GHz頻段)與FR2(24.25GHz~52.6GHz,即公釐波頻段),並於Rel-17將公釐波頻段拓展至71.0GHz。國際電信聯盟(ITU)在2019世界無線電通訊大會(WRC-19)上設立相關議題,各國就5G公釐波頻譜達成共識,將包括24.25~27.5GHz、37.0~43.5GHz、66.0~71.0GHz在內的14.75GHz頻寬的公釐波頻率標識用於5G及國際行動通訊未來發展。

中國5G公釐波頻段劃分已正式開啟。 2017年6月,工信部便針對公釐波頻譜規劃公開釋出了征求意見函;此後,工信部、發改委等相關部門持續對公釐波頻段劃分進行研究,並開展相關政策推進工作。2023年6月,工信部釋出新版【中華人民共和國無線電頻率劃分規定】,將6425~7125MHz(U6GHz)劃分給IMT,並確定24.75~27.5GHz、37.0~43.5GHz、66.0~71.0 GHz三個公釐波頻段的IMT使用權及相關約束條件。

中國5G公釐波頻段劃分工

業界普遍認為,新版【無線電頻率劃分規定】將5G公釐波的頻段劃分以規章形式加以明確,有利於收斂產業預期並加速相關產品的研發,未來隨著公釐波頻段牌照發放,中國公釐波通訊有望進入商用部署階段。