由 dawei 副标题#e#
去年，大家都在说是5G元年，今年，便是5G商用落地的第一年。的确尽管2020年有着各种各样的客观因素，但5G商用落地的脚步却似乎一直没有放慢。根据运营商公布的投资计划来看，三大运营商在2020年将建50万个基站。最新的数据显示，截至目前，运营商已经建设了48万个基站，预计今年年底将建设75万个-80万个基站。以北京为例，目前已经建成4.4万个5G基站，并且全部接入了独立组网核心网。
从数据上来看，5G网络的商用落地在我国的确还是蛮快的，然而，从用户的角度来说，却依旧觉得5G网络现阶段使用，最大的乐趣还是找信号。据身边很多已经更换5G套餐的朋友表示，目前在北京市区，也并不是所有的区域都能搜索到5G网络，尤其是在室内，往往会出现站在门外有信号，一进门内就变4G的情况。那么，这样不太令人满意的效果究竟问题在哪呢？一方面，也是跟布网尚未成熟相关，另一方面，则是5G网络的一个具有突破性的关键技术还没有真正意义上的落地应用——毫米波。
毫米波，相信很多关注5G的人早已不太陌生。主要是指波长为1~10毫米的电磁波，是一种带宽资源比较丰富的波形，其如果可以克服掉传播距离短、信号容易被遮挡的缺点实现落地应用，便可为现有的5G网络提供高速、大吞吐量的使用体验。然而，如何克服毫米波自身的缺点，换句话说，如何实现毫米波的移动化，便成为这些体验升级的前提。
毫米波的移动化
正像前文所说，毫米波的移动化是决定毫米波是否可以成功商用在5G网络布网上的关键。目前，在欧洲、澳洲毫米波的使用频段已经开始拍卖或计划拍卖中，虽然在我国对于毫米波的进展还没有太快，但运营商们早已开启了针对毫米波的测试，因此，毫米波的移动化在全球5G市场来说都意义非凡。
但毫米波的部署在整个5G网络部署的过程中都算得上是非常不容易的，还有很多的挑战。比如毫米波的覆盖范围，在5G商用之前非常有限。而进入5G时代，通过先进的波束成形技术，高通已经可以实现超过150米的毫米波传输。据悉，这项技术目前不仅是通过仿真实验得到了验证，同时，在外场测试中也得到了验证，这也就是意味着毫米波能够实现与现有热点和小基站的共址。
此外，谈到毫米波移动化的误区时，高通研究人员还介绍道，毫米波只能够实现视距传输与固定传输也是一个普遍的认知误区。事实上，5G NR可以提供解决方案。在高通的5G设计中，拥有物理层信号能够支持快速调整和切换附近的波束，这样就可以很好地利用多路径和反射。如果一个传输路径被手部或身体其它部位遮挡，通过激活手机上的另一个模块就可以快速找到一条新的传输路径。高通的解决方案还可以将这种转换从基站内扩展到不同基站之间，这意味着毫米波传输在不同基站之间的切换也能够快速实现。这是毫米波的一个关键解决方案，能够支持信道快速切换。
简而言之，通过在终端内加入过多的毫米波模组，即可更好地避免握持对于终端设备的毫米波5G信号的影响。然而，有人也会提出质疑，加入终端设备的通信模组数量增加了，是否会影响终端设备的尺寸与厚度？高通方面给出的解释为，目前高通已经推出了毫米波模组，在非常紧凑的尺寸中集成了天线、射频前端、收发器。所以，在一部手机可以采用多个这样的毫米波模组，不仅满足智能手机紧凑纤薄的设计需求，同时满足功耗需求并提供最大化的性能。
5G毫米波可通过IAB完成灵活部署、节省开支
更好地解决了毫米波的移动化后，下一步则是完成毫米波的布网。目前，高通正在致力于将毫米波扩展至室内、公共网络以及企业专网。
毫米波的企业室内部署包括办公室、会议室、礼堂等用户密集区域，这些地方对数据速率和容量的要求较高。毫米波的室内/室外场馆部署主要集中在大型会议中心、音乐厅、体育馆、橄榄球场等人流密集区域。毫米波还将部署至机场、火车站、地铁站等交通枢纽。
确定了毫米波更加适合部署的场景后，就要解决实际的部署问题。比如这个案例，是高通在2020年MWC期间的一个演示。它将法兰克福作为系统仿真的案例，案例中选取了法兰克福市中心大概一平方公里的范围，共部署了7个gNodeB，同时还放置了400个毫米波终端，同时，也在周围部署了28个IAB节点。从左右的两张图的对比可以看到有无IAB的信号覆盖效果（其中绿色表示覆盖情况良好、红色表示覆盖不佳），可以明显看到右边部署了IAB之后，使得整个覆盖范围明显增加，网络吞吐量也得到提升。
这个案例主要展示的是接入回传（IAB）的方案可以更加灵活的应用在5G毫米波的布网过程中，且效果良好，同时可以尽可能的减少布网成本。
5G NR 毫米波对未来发展带来更多增强特性
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现阶段，5G的应用还在扩展当中，现阶段的Rel-15将推动5G扩展至智能手机、汽车、笔记本电脑、固定无线接入以及连线XR设备等全新终端类型。未来，在Rel-16与Rel-17中，5G还将持续扩展，并支持URLLC的工业物联网、智慧交通、未来的垂直行业、服务、终端等多种场景及应用。
如上图所示，在已完成的Rel-16项目中，已经引入了许多支持毫米波的5G NR增强特性，例如集成接入及回传（IAB）。该技术支持小基站灵活部署，在接入和回传中重用频谱和设备，以节省开支。Rel-16还引入增强型波束管理，通过全波束优化和多天线面板波束支持以改善时延、鲁棒性和性能。Rel-16中的双连接优化，可以帮助降低终端初始接入时延，并在连接多个节点时改善覆盖。Rel-16中的定位技术，能初步满足定位精度需求，80%的情况下可实现室内3米和室外10米的定位精度。
在Rel-17及未来版本项目中将引入更多支持毫米波的5G NR增强特性，例如优化IAB支持分布式部署，这项增强特性能够帮助引入全双工运行和移动中继（例如汽车），以提升容量、覆盖和服务质量；Rel-17及未来版本还将引入优化的网络覆盖和波束管理，减少系统开销、增强性能、提高网络覆盖。
Rel-17及未来版本中，频谱将进一步扩展，支持从52.6GHz到71GHz的频段以及免许可频谱，这将极大拓展频谱的利用范围。未来版本还将支持eMBB之外的全新用例，将毫米波支持扩展至直连通信、URLLC和工业物联网用例，同时还将支持增强定位技术，为广泛用例提供定位性能增强，实现厘米级精度，更低时延和更高的容量。
写在最后
总的来说，如今5G用户的体验感受不佳，其中很大一部分原因在于毫米波并未在现有的5G网络中得到很好的部署。因此，现有的5G网络整体速率、吞吐量等均还达不到整体提升用户体验的标准。好在，凭借高通等技术公司的努力，目前5G毫米波正在努力地克服苦难实现落地。相信，未来当5G毫米波得以更好地落地后，5G网络的整体体验将会实现进一步飞跃式的提升，进而改变更多的行业。