我國迎來微波通信可使用頻段調整，毫米波的“黃金時代”到了?
1月初，工業和信息化部發布了《關于微波通信系統頻率使用規劃調整及無線電管理有關事項的通知》(以下簡稱《通知》)，對我國微波通信系統頻率使用規劃進行優化調整。
《通知》中提出，調整后微波通信系統可使用頻段為：4500-4800MHz、7125-7725MHz、7725-8500MHz、10.7-11.7GHz、12.75-13.25GHz、14.5-15.35GHz、21.2-23.6GHz 和 71-76GHz / 81-86GHz。
順應我國微波通信產業發展新形勢新要求，結合微波通信系統應用的新場景新模式，通過新增毫米波頻段大帶寬微波通信系統頻率使用規劃、優化中低頻段既有微波通信系統頻率和波道帶寬、調整微波波道配置與國際標準接軌等方式，進一步滿足5G基站等高容量信息傳輸(微波回傳)場景需求，并為我國5G、工業互聯網以及未來6G等預留了頻譜資源，更好滿足微波通信等無線電產業高質量發展需要。
此外，《通知》還明確了頻率使用許可權限和使用率要求。微波通信鏈路涉及三個及以上省(區、市)以及跨境微波通信系統，由國家無線電管理機構實施頻率使用許可;其他情形由各地無線電管理機構實施頻率使用許可。使用微波通信系統頻段占用度不得低于 80%，年時間占用度不得低于 60%。
《通知》將于今日起正式施行。
5G下半場，毫米波走進現實
在調整后的可用頻段規劃中，可以看到“71-76GHz / 81-86GHz”赫然在列，而眾所周知，毫米波(mmWave)是波長約為1-10毫米、頻率范圍為30-300GHz的電磁波，因此，可以預見的是，在今后幾年中，毫米波將會是發揮及完善5G網絡和應用的一個重要方向。
在4G和5G之前，移動通信很少對高頻率頻譜進行利用，而隨著移動互聯網和物聯網的飛速發展，諸如AR/VR、車聯網等新業務的數據量和用戶數呈現指數增長的井噴態勢，對移動數據流量的需求也呈現爆炸式增長，充足的頻譜資源成為保障更高速率數據傳輸的必要條件。
目前，國內的5G主要為Sub-6GHz頻段，而伴隨著5G滲透率的進一步提高和應用場景的快速拓展，用戶對于5G的需求已經開始向著更加細分的領域拓展，未來將逐漸從低頻轉向低頻和毫米波等高頻并重的模式，從而實現5G的最優體驗。然而，目前Sub-6GHz的頻譜資源已經分配殆盡，很難再找到連續的大帶寬頻譜來支撐移動通信超高數據傳輸速率，而毫米波頻段有豐富的帶寬資源，還可以極大提高通信速率，這些特點為超高速通信業務提供了可能。例如，eMBB用例的數據速率可達10Gb/s，是4G的100倍，鑒于小于6Ghz的頻譜已經全部分配，所以超過6Ghz的頻譜，特別是在毫米波范圍中的頻譜就成為應對eMBB用例的絕佳選擇。
不過，與5G的其他低頻段相比，毫米波技術在落地上面臨著諸多難題，頻率衰減大導致傳輸距離有限、不支持沒有直射徑的場景、高密度部署成本高等問題成為阻攔毫米波商用的幾座“大山”。然而，任何一項技術都有優缺點，毫米波也是一樣。
首先，毫米波頻譜資源充足，能夠緩解全球中低頻段頻譜資源枯竭的困境;其次，毫米波的連續大帶寬能夠滿足應用場景對與容量和性能等方面的要求;此外，毫米波具有天線體積小、設備輕量化等特點，更易于網絡部署;最后，毫米波的波束窄、方向性好，能夠提升定位的精度。
當前，我國已經建成全球最大的5G網絡，而6G網絡預計也會在2030年商用，6G時代將通過天地海一體化組網，將實現全域無縫的網絡覆蓋，這些未來應用也都給毫米波提供了廣闊的應用空間，很多政策也都在為毫米波的發展提供良好的條件。
兩年前，工信部等十部門聯合印發了《5G應用“揚帆”行動計劃(2021-2023年)》，明確提出未來三年我國5G發展的目標，今年更是該計劃的收官之年。在該計劃中，就曾提出有關毫米波的相關規劃，包括：適時發布5G毫米波頻率規劃，探索5G毫米波頻率使用許可實行招標制度，加快輕量化5G芯片模組和毫米波器件的研發及產業化等。其中，5G產業基礎強化行動還提出要組織開展5G毫米波基站研發和端到端測試，加快技術和產品成熟，奠定5G毫米波商用的產業基礎。
5G毫米波產業鏈有望爆發
相對于中低頻段而言，毫米波具備頻率高、大帶寬、低時延、容納用戶量大等特性，成為適合部署到大型活動場所、企業辦公、交通樞紐、固定無線接入和工業制造等領域的關鍵。近幾年，已有企業和消費者的終端設備及基礎設施產品支持毫米波部署，5G毫米波的商用化更是早已拉開帷幕。
GSMA在《5G毫米波技術白皮書》中提到，當前5G毫米波產業發展生態已經比較完整，具備部署和商業化的條件，產業鏈各環節潛能巨大。目前，如華為、中興、愛立信、中信科、諾基亞貝爾等主流的移動通信設備提供商都已經推出了支持5G毫米波的基站設備，部分廠商已經開始銷售第二代或者第三代產品，終端設備廠商也發布了大量支持5G毫米波的產品，在芯片方面，高通、海思、三星、聯發科均部署了毫米波芯片。
中國電科38所發布的高性能77GHz毫米波芯片
事實上，中國的5G毫米波商用早已排上日程，早前2020年8月底，中國聯通就已經公布了5G毫米波的發展時間表。按照規劃，2021年3月完成測試和方案評估，完成毫米波端網協同互通測試，當年6月完成相關體育場館設備部署，完成毫米波應用產品體驗部署。
產業鏈的普遍觀點認為，中國會在2022年實現5G毫米波商用，然而這一預測并沒有應驗。當前，我國尚未向運營商提供毫米波頻譜進行商業部署，一直沒有下發毫米波牌照，很大程度上也是為了能夠更加穩健的發展毫米波產業。
相比于歐美等國，我國5G毫米波產業鏈成熟度相對落后。具體來說，表現在毫米波設備形態單一、功能和性能尚不滿足5G組網需求、5G毫米波芯片和終端型號較少、覆蓋種類和形態不夠豐富這幾個方面。其中，阻礙因素主要來自于高頻器件，包括：高速高精度的數模及模數轉換芯片、高頻功率放大器、低噪聲放大器、濾波器、集成封裝天線等。
不過，近年來我國一直在大力支持5G毫米波相關產業的發展。如2021年11月，工業和信息化部批復組建國家5G中高頻器件創新中心，圍繞5G中高頻器件領域重大需求，聚焦新型半導體材料及工藝、5G中高頻核心器件、面向射頻前端的硅基毫米波集成芯片等三大研發方向，支撐我國5G中高頻器件產業創新發展。據GSMA預計，5G毫米波作為高速接入、工業自動化、醫療健康、智能交通、虛擬現實等方面的核心賦能技術之一，將在2035年前對全球GDP做出5650億美元的貢獻，占到5G總貢獻的四分之一;到2034年前，在中國使用5G毫米波頻段所帶來的經濟收益將達到約1040億美元。
我國可能“后發先至”
不過，雖然在中國5G毫米波尚處于試驗測試階段，但是在全球部分國家和地區，毫米波早已實現商用。據悉，北美、亞太、歐洲等多個區域都已經進行了毫米波頻段的頻譜分配，如德國、英國、意大利、韓國、澳大利亞等已開展毫米波商用部署。根據GSA的數據，近10%的5G終端設備與毫米波兼容，全球有118家運營商持有該頻段的許可證。高通也指出，歐洲已有14個國家提供毫米波頻段，預計未來還會有更多的國家提供。就中國而言，已經實現了Sub-6頻段的5G商用，目前正在規劃5G毫米波的商用。
不過，在這些國家中，5G毫米波的發展也并非那么一帆風順。到目前為止，韓國運營商LG U+已建設1868臺5G 28GHz基站設備，SKT有1605臺，KT有1586臺，三家運營商的毫米波基站建設完成率僅為10.6-12.5%。而且當前韓國70%的移動用戶仍在使用4G網絡，5G用戶的比例約為24%。鑒于此，去年11月18日，韓國科學和信息通信技術部就宣布取消運營商KT和LG U+的5G 28GHz頻段頻率分配，SKT的28GHz毫米波使用期限也被縮短為6個月，如果在今年5月底前無法建成15000臺28GHz 5G基站設備，同樣將被吊銷28GHz頻譜牌照。
由此看來，5G毫米波的發展也不可操之過急，移動通信作為“長坡厚雪”的行業，今后的研究還將向更高的頻率進行拓展，甚至是太赫茲或者是可見光領域都有可能，我國用時間換取產業的穩健發展和使用場景的拓寬也不失為一種良策。
參考資料：
1.《充分發揮頻譜優勢 毫米波賦能5G數字生活》，C114通信網
2.《釋放5G潛能5G毫米波進入商用沖刺階段》，愛云資訊
