毫米波技术的发展现状 / 2
全球毫米波频段的分配 / 2
标准化组织的发展节奏 / 3
产业链情况 / 4
运营商部署计划及现状 / 4
应用场景 / 5毫米波技术是第五代移动通信
的核心技术之一 / 1
毫米波技术演进和展望 / 26
3GPP 标准演进 / 26
毫米波技术的未来演进 / 27
缩略语 / 29
参考文献 / 30图目录
表目录图 2-1 5G 毫米波频段全球部署情况 / 2
图 2-2 支持毫米波频段 5G 设备一览 / 4
图 2-3 热点覆盖应用场景 / 5
图 2-4 FWA 场景示意图 / 6
图 2-5 企业园区专网场景 / 6
图 3-1 毫米波帧结构示意图 / 7
图 3-2 毫米波三种常用帧结构 / 8
图 3-3 2 流、4 流单用户 MIMO / 9
图 3-4 基于模拟波束的硬空分多用户 MIMO 模式 / 10
图 3-5 混合波束赋形示意图 / 11
图 3-6 波束扫描和波束跟踪过程示意 / 13
图 3-7 SA 网络架构 / 15
图 3-8 NSA 网络架构 / 15
图 3-9 3.5 GHz 和 26 GHz 覆盖对比 / 17
图 3-10 不同帧结构和调制阶数的下行峰值速率 / 18
图 3-11 不同站间距容量对比 / 19
图 3-12 ping 包时延示意图 / 20
图 3-13 5G 毫米波基站混合波束赋型架构 / 21
图 3-14 化合物半导体典型器件类型与工艺制程 / 22
图 3-15 不同工艺材料和性能的关系示意图 / 23
图 3-16 基于 LTCC 和有机基板封装的 AiP 应用 / 23
图 3-17 基于框架和圆片级扇出封装的 AiP 应用 / 23
图 3-18 Rayleigh 优化采样(左)和采用该技术的毫米波紧缩场暗室(右) / 25
图 4-1 多 TRP 实现示意图 - 单 DCI(图左)和多 DCI(图右) / 26
图 4-2 IAB 原理示意图 / 27
表格 2-1 3GPP 定义的 FR1 和 FR2 / 2
表格 3-1 3.5 GHz 和 26 GHz 不同材料的穿透损耗(dB)对比 / 16
表格 3-2 不同频段对应的时隙长度 / 20
表格 3-3 5G 毫米波 OTA 指标及类型 / 25毫米波关键技术和挑战 / 7
子载波带宽和帧结构 / 7
大规模天线技术 / 8
波束管理 / 11
组网架构 / 15
毫米波性能 / 16
毫米波天线的硬件架构 / 20
半导体材料及工艺 / 22
毫米波的测试和度量 -OTA / 24目 录
毫米波技术是第五代移动通信
的核心技术之一毫米波技术是第五代移动通信的核心技术之一
5G 技术的发展正在对世界产生深远的影响。每天我们看到 5G 带来的更高速率,更低时延的商用部署案例,让我们更坚
信我们正步入万物互联的新时代。根据 GSMA 的估算,5G 毫米波作为高速接入、工业自动化、医疗健康、智能交通、虚
拟现实等方面的核心使能技术之一,预计将在 2035 年之前对全球 GDP 做出 5650 亿美元的贡献,占 5G 总贡献的百分之
二十五1。
回顾即将过去的 2020 年,全球经历了新冠肺炎的前所未有巨大的冲击,各行各业呈现出的更坚定地拥抱数字转型的决心
和共识也为 5G 在社会经济更广泛层面的部署和延伸提供了强劲的驱动力。
与此同时,由于本身频段的自然属性,毫米波也带来路径损耗大,传播距离短等现实的挑战。
本白皮书将从毫米波的发展现状、关键技术及挑战来阐述如何在毫米波的宽频段、大带宽、低时延的优势和
传输距离的受限中取得平衡。最后我们也对毫米波未来的技术演进提出展望和预测。毫米波频谱资源非常丰富,而且通常是连续带宽,这将给用户带来前所未有的高速体验;
毫米波可以提供更低的时延;
毫米波的天线尺寸更小,设备轻量化,从而部署更为便捷。和之前 2/3/4G 主力的低中频段相比,毫米波具有以下优势:
1毫米波技术的发展现状
3GPP 定 义 了 两 类 频 率 范 围:FR1(Frequency
Range1) 和 FR2(Frequency Range2)。 FR1 定
义的是低频部分,即通常所说的 Sub-6G;而 FR2
定义的是高频部分,即毫米波的频段。
2019 年 12 月结束的世界无线电通信大会(WRC-19)确定了 24.25 GHz-27.5 GHz、37 GHz-43.5 GHz、66 GHz-71
GHz 为 5G 全球毫米波统一工作频段,同时 45.5 GHz-47 GHz 和 47.2 GHz-48.2 GHz 为区域性毫米波频段。
根据 GSA 的统计,截止 2020 年 6 月全球有 97 个运营商(来自于 17 个国家和地区)已经拥有毫米波频段的频谱许可,
其中 22 个已经完成了毫米波频段的商用部署2。表格 2-1 3GPP 定义的 FR1 和 FR2
图 2-1 5G 毫米波频段全球部署情况频率范围定义 对应的频段范围
FR1 410 MHz ~ 7125 MHz
FR2 24250 MHz ~ 52600 MHz
毫米波技术是第五代移动通信的核心技术之一
全球毫米波频段的分配
2
中兴通讯 5G毫米波(mmWave)技术白皮书
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