Page 16 - 网络电信2021年3月刊下

运 营 商 专 栏

5G 毫米波产业发展现状分析

张忠皓 周瑶 李福昌 马静艳 高帅
中国联通研究院

摘要：毫米波系统是5G 移动通信系统
的重要组成部分，是5G满足大带宽需求的重
要手段。对毫米波标准化进展和毫米波产业
发展现状进行介绍，对5G毫米波系统发展
必要性进行分析，给出5G毫米波典型应用场
景。
关键词：毫米波；产业发展；应用场景

毫米波一般指波长1~10mm、频率30~300GHz的电磁波。在毫 表 1 1.1.3 议题主要结论
米波频段可以构建高达800MHz的超大带宽通信系统，通信速率
高达10Gbit/s，可以满足ITU对于5G通信系统的要求。毫米波已
经成为3GPP 5G移动通信系统的必要组成部分 ［1-4］ 。
国内6GHz以下5G系统已经在2019年11月1日全面商用，行业
目光开始转向5G后续演进和5G毫米波系统。毫米波产业链在高
频器件性能 ［5］ 、波束赋形和波束管理算法 ［6］ 、链路特性等方
面均开展了很多研究 ［7］ 。运营商也已经开始从系统应用角度考 1） 24.25~27.5GHz频段
虑5G毫米波部署和应用问题 ［8-10］ 。参考文献［9］分析了毫米 标识24.25~27.5GHz可在全球用于IMT系统。同时，为保护
波系统关键技术，并提出推动毫米波产业发展的工作建议。参 现有卫星在用系统，5G系统需满足下述技术要求。
考文献［10］提出毫米波几种主要的部署场景，进一步提出了 a）带外技术指标。
设备和终端的发展要求和网络部署规划。 （a）面向23.6~24GHz的EESS（无源）业务频段范围，IMT
但是从多次行业会议的反馈情况来看，通信产业各方对于 基站向其中任意每200MHz的带外非期望发射限值为-33dBW。在
毫米波产业路线还不明晰，对于毫米波产业信心不足。究其原 2027年9月后，上述限值将调整至-39dBW，但此前已部署的基站
因，一是目前的5G刚刚部署，未出现杀手级应用，毫米波部署 不受影响。
缺少业务需求的推动。二是对于毫米波通信系统在通信系统中 （b）面向23.6~24GHz的EESS（无源）业务频段范围，
的定位和毫米波系统产业发展方面缺乏系统性的分析，导致行 IMT移动终端向其中任意每200MHz的带外非期望发射限值为-29
业对毫米波产业规模的预期有分歧。三是目前国内毫米波产业 dBW。在2027年9月后，上述限值将调整至-35dBW，但此前已使
链比较薄弱，短期内设备和终端无法满足部署需求，产业链还 用终端不受影响。
需要一定的发展时间。 b）带内技术指标。
本文首先介绍了毫米波标准化进展和毫米波产业发展现 （a）室外基站的发射天线通常指向水平线以下，机械指向
状，从产业发展和5G系统设计角度分析毫米波系统的必要性， 需在水平线或以下。
最后在分析毫米波关键技术和产业链的基础上，提出毫米波典 （b）对于每波束等效同向辐射功率(EIRP)值超过30dB
型的应用场景。 （W/200MHz)的IMT基站，应使其天线最大辐射方向在IMT基站视
距内与对地静止卫星轨道偏离±7.5度。
一、5G 毫米波标准化和频谱使用情况 （c）鼓励各主管部门使IMT基站的天线方向图保持在ITU R
1.5G毫米波标准化情况 M.2101建议书规定的近似包络范围内。
频谱是移动通信产业最为宝贵的资源，任何一代移动通信 2） 37~43.5GHz频段标识37~43.5GHz频段或其中的一部分
技术的正式商用，前提都必须获取一定的频谱资源。国际电联 可在全球用于IMT系统。同时，为保护现有卫星在用系统，5G系
（ITU）面向2019年世界无线电通信大会（WRC-19）的1.13议题 统需满足下述技术要求。
的主要目标是为5G寻求全球或区域协调一致的毫米波频段，是 a ） 为 保 护 3 6 ~ 3 7 G H z 频 段 内 的 E E S S （ 无 源 ） ， 工 作
全球开展5G毫米波研究的重要依托。ITU WRC-19大会对毫米波 在37~40.5GHz频段内的IMT台站适用的强制无用发射限值
频段提出明确的频段建议，此次会议共讨论24~86GHz范围内11 为-43dB(W/MHz)和-23 dB(W/GHz)。为了实现更好的保护，推荐
个频段，会议主要结论如表1所示。

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