為5G做好準備,高通正開展毫米波5G手機試驗






為5G做好準備,高通正開展毫米波5G手機試驗

在每一代移動通信技術發展中,Qualcomm都會在支持標準制定的同時,進行原型機的設計,與各個不同的廠家開展互聯測試並進行商業性算法的調試。據悉,Qualcomm已於今年6月完成5G第一階段標準制定,目前正就毫米波5G手機的形狀、大小以及天線設計展開試驗。

大陸提出在「十三五」時期,支持5G標準研究和技術試驗,推進5G頻譜規劃,啟動5G商用。而北美以及歐洲地區也計劃於2019年底或2020年做到5G預商用或商用。也就是說,自3GPP於2017年12月完成非獨立組網(NSA)的5G NR規範,2018年6月完成獨立組網(SA)5G NR規範,到2019年做到5G商用實際上只剩下一年多時間,而這其中卻充滿了各種技術層面和商用層面的挑戰。

為5G做好準備,高通正開展毫米波5G手機試驗

作為把5G當做公司未來發展關鍵的晶片企業,Qualcomm在加速5G做到商用的道路上所做出的重要貢獻之一,就是在終端側發布了全球首款5G晶片組——Qualcomm驍龍X50 5G新空口調制解調器。據了解,X50將通過單晶片支持2G/3G/4G/5G多模功能,包括支持將作為5G重要補充的千兆級LTE。目前全球已有20家OEM廠商正努力基於這個首款發布的5G調制解調器進行相關產品研發。包括中國電信、中國移動和中國聯通在內的全球18家經營商也正在利用X50 5G調制解調器,支持正在進行的5G新空口移動試驗。

在不久前美國舊金山進行的5G網路模擬實驗中,Qualcomm發現通過現有的LTE基站輔以毫米波容量,可做到5倍的網路容量增益。在4G達到100%覆蓋的情況下,將毫米波加入現有的4G基站,則可以做到5G網路65%的覆蓋率。舉例來說 ,比如某一區域有很多用戶,毫米波可以支持部分用戶從4G轉換到5G,從而大幅增強用戶的體驗。在舊金山的5G毫米波模擬實驗中,平均網頁瀏覽下載速度均值達到1.4Gbps。

而在法蘭克福進行的另一組實驗,與舊金山的毫米波測試不同,這一實驗是在6GHz以下頻譜上進行的4G轉換為5G的模擬實驗。就下載速率而言,從4G用戶均值的56Mbps提升至5G用戶均值的超過490Mbps,做到了8.8倍的增益,從小區邊緣突發數據而言,可以達到9.2倍的增益。

這兩項基於現有4G組網進行的仿真研究測試明確解釋了毫米波頻譜將為大家帶來多少增益。也因此,Qualcomm中國區研發負責人徐皓在最近的一場會議中指出,5G可以考慮使用更高的頻段——毫米波頻段。

眾所周知,毫米波技術的主要挑戰就在於,使用毫米波頻段傳輸更容易造成路徑受阻與信號衰減,因此,毫米波信號傳輸的高效性成為業界的研發重點之一。例如,如何通過多天線技術使信號的覆蓋增強,如何將毫米波的天線設計在手機上,同時降低人手對信號的阻礙以做到更多的增益,以及如何使毫米波技術更好地適應終端的尺寸和功耗,這些都成為Qualcomm研究的重點。

「這主要是因為毫米波擁有較寬的帶寬和較高的下載速率,所以如何讓毫米波的設計形態和尺寸,在滿足數據傳播速度要求的同時,也能滿足智慧型手機的功耗要求,而這也是與利用6GHz以下頻段在設計方面有所不同的地方。」 徐皓解釋說。

據了解,目前Qualcomm已經就6GHz以下頻段開展了大量的研發互通工作,並就毫米波5G手機的形狀、大小以及天線設計開展了試驗。

另外,業界關於毫米波技術的另一個考量在於,毫米波要達到良好的信道覆蓋,需要形成很窄的波束,數據在很窄的波束情況下進行基站切換,是很具有挑戰性的問題。

據此,據徐皓介紹說,Qualcomm借助5G NR技術做到毫米波的移動性支持,從而使毫米波在非視距移動環境中能夠更穩健地工作。

另外,「我們也通過自適應波束成形和波束追蹤技術,為數據信道提供支持,做到了對高頻段毫米波頻譜的使用,以在移動環境中提供極高的數據傳輸速率和容量。」

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