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“个性”鲜明的中国5G毫米波:优势初现,已具备预商用条件

(魏德龄/文)当前,全球已经有15个国家及地区的24个运营商部署了毫米波网络,不同国家的5G毫米波部署也呈现出了不同的“个性”,例如率先商用的美国,主要针对在FWA和体育场馆、机场等热点区域。日本的商用部署则集中在了大城市中的主要购物区域及奥运场馆。

如今,随着2022年冬奥会的召开在即,关于毫米波在国内测试及部署的消息也越来越多,中国毫米波的“个性”也开始显露,一个已经具备预商用条件,且结合自身优势特点的中国5G毫米波网络,已经在相关试验测试中显露出了独特价值。

毫米波测试承前启后

去年的2021年IMT-2020(5G)大会上,IMT-2020(5G)推进组试验工作组组长徐菲总结了5G增强技术研发试验测试工作进展,其中毫米波独立组网测试正是2021年的工作重点。

中国的5G毫米波试验已经持续了3年,并分阶段逐步递进式进行,2019年启动了毫米波关键技术测试,测试了5G毫米波关键技术和系统特性,验证了系统、芯片通过载波聚合方式支持800MHz总带宽、波束管理等关键特性。2020年构建毫米波设备测试系统,完整验证了毫米波基站和终端的功能、射频和性能,并实现了统一帧结构:DDDSU。到2021年已经取得了阶段性成果,试验工作已经开始引导全球产业链围绕中国市场的技术需求来进行,要求支持独立组网,频段、载波带宽均已明确,帧结构上实现了DDDSU/DSUUU的灵活帧结构。

“个性”鲜明的中国5G毫米波:优势初现,已具备预商用条件

另在与毫米波独立组网同期进行的测试中能够发现,随着技术试验的频段从Sub-6GHz转移至毫米波,对于5G场景的拓展也开始从eMBB转移至uRLLC、mMTC的测试,即将构建起5G的三大场景。例如在今年还进行了uRLLC的初步测试,以及网络切片能力在管理面的拉通测试。随着3GPP对于R18规范的立项启动,预计在2023年还将启动5G-A的技术研发试验。

可见,当前5G毫米波的测试,意义不仅在于本身的阶段性成果,更是对于5G场景拓展、5G网络持续演进起到了承前启后的作用。在IMT-2020(5G)推进组的2022年工作规划中显示,将会进一步推进毫米波系统和终端的互操作性,从今年面向芯片厂商的IoDT发展至明年面向终端厂商的IOT测试。为了给未来毫米波在行业的充分应用后进行铺垫,还会适时启动“毫米波-only”的组网方案研究和测试验证。

在此过程的相关信息中不难发现,中国5G毫米波尽管部署时间稍晚,但已形成了鲜明的“个性”,各项技术细节赋予了未来在各领域中应用的巨大潜能。

中国毫米波“个性”鲜明

目前,中国毫米波的频段锁定在了26GHz,即n258。载波带宽为200MHz,拥有DDDSU/DSUUU的灵活帧结构,并且要求支持独立组网。从中能够发现,中国的5G毫米波拥有较大的载波带宽,灵活帧结构也可以充分实现灵活配比,让网络的上行与下行均能表现优异,无疑能够进一步释放毫米波在频谱资源上的优势,独立组网的特性也能进一步提升网络在速率、时延上的表现。当上述关键技术要求汇聚在一起时,根据测试来看,也确实带来了足以领业界刮目的结果。

“个性”鲜明的中国5G毫米波:优势初现,已具备预商用条件

在5G毫米波基站的外场吞吐量性能测试中显示,SA组网与200MHz载波带宽能够大幅提升单UE峰值速率。在DSUUU帧结构测试结果显示,使用4×200MHz的毫米波频宽,加上3.5GHz频段的总峰值速率可高达4Gbps以上,接近理论峰值。在DDDSU帧结构测试中,通过MU-MIMO技术,4T4R基站实现了最高超12Gbps的下行小区峰值吞吐量。显然,无论是上行还是下行,中国5G毫米波的测试结果,均已处在行业前列。尤其是上行峰值4Gbps以上的表现,为5G毫米波在不同领域中的全新应用,如8K视频通话、多媒体现场转播都带来充足的保障。

“个性”鲜明的中国5G毫米波:优势初现,已具备预商用条件

目前,华为、中兴、中国信科、爱立信、诺基亚贝尔均完成了5G毫米波基站的功能和外场吞吐量性能测试,实现了对于4 ×200MHz带宽的支持,其中国内的三家厂商在两项测试中表现优异,并在支持DDDSU的基础上,还实现了对DSUUU的支持,以及4T4R的基站通道规格。

5G毫米波在同期进行的uRLLC试验中同样有着不俗的表现,借助毫米波帧结构的灵活性,时延方面的测试表现相比Sub-6GHz更具优势。华为、爱立信在毫米波频段,开展的R15/R16版本的测试中,基于毫米波120kHz子载波间隔、更短的帧周期等配置,叠加部分uRLLC增强技术,在满足99.999%的可靠性水平下实现了1ms以内的空口单向时延。

更优异的上行与下行峰值速率,可灵活的配置,在uRLLC场景下更低的时延表现,以及与Sub-6GHz中3.5GHz频段实现的双剑合璧,无疑使中国5G毫米波在表明“个性”的同时,也彰显出了自身的强大实力,并且在终端芯片方面也已经准备就绪。

已具备预商用条件

除了上述提到的基站测试外,IMT-2020(5G)推进组同样还进行了终端芯片方面的测试。目前市面上最主流的两家厂家均完成了5G毫米波终端芯片的功能和外场吞吐量性能测试,并在功能、外场吞吐量性能方面均有着优异的表现。

目前,芯片与系统厂商在主要功能上实现了基本一致,除三星外,均对于毫米波SA独立组网、200MHz载波带宽,实现支持下行4×200MHz/上行2×200MHz的载波聚合能力,以及对DDDSU/DSUUU灵活帧结构的支持。在外场吞吐量性能测试的表现也显示,在2T2R通道、256QAM或64AM调制和相应带宽与系统配置下,实测结果均接近预期峰值速率。

另在射频的测试中,测试结果也符合3GPP对于n258的指标要求,符合测试规范和实验预期,甚至很多指标还优于要求。

“个性”鲜明的中国5G毫米波:优势初现,已具备预商用条件

“经过三年的(5G毫米波)测试,基站、芯片、终端和组网性能等方面都已经具备了预商用的条件。”徐菲在2021试验总结中表示。

显然,中国5G毫米波正在跃跃欲试,可以进一步释放网络潜能的鲜明“个性”,以及为多种应用领域所进行的铺垫,都让其未来值得期待。

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