因传输速率高、工作带宽大、待用空间广三大优势，毫米波技术正成为产业链布局的新一轮重点。
    7月6日下午，习近平总书记在南京市考察调研。他来到紫金山实验室，走进展厅、6G综合实验室，详细了解推进重大科技任务攻关等情况。习近平总书记强调，现在信息技术飞速发展，颠覆性技术随时可能出现，要走求实扎实的创新路子，为实现高水平科技自立自强立下功勋。
    在信息化浪潮中应运而生的紫金山实验室，面向网络通信与安全领域国家重大战略需求开展前瞻性、基础性研究。了解到这个团队通过推进关键技术攻关，不仅实现传输速率、系统效率大幅提升，还实现了关键技术的自主可控，习近平总书记十分高兴。
    作为紫金山实验室主任和中国联通科技委名誉主任，回想这段经历，中国工程院院士刘韵洁至今还十分激动。
    “2014年，总书记听取过我关于未来网络大科学工程的情况汇报，当时对我们进行了嘱托，还提了一些问题。这次总书记来考察，我借这个机会认真汇报了9年来我们取得的研发成果，他听了非常高兴。”刘韵洁表示，紫金山实验室科研人员与中国联通等科创团队潜心研发、锐意进取，在未来网络、B5G/6G通信、网络安全等领域均取得一系列成果。
    在紫金山实验室的展览展示中，此前中国联通研究院发布的国内首款高国产化率毫米波室内分布式微基站，再次引起关注，其不仅能满足2B、2C高密热点大带宽场景部署需求，还能赋能如XR、4K、8K大带宽应用，标杆性十足。
    国产化毫米波室分小站
    当前，数字化、智能化成为经济社会发展的关键驱动力，作为移动网络中靠近用户的领域，无线接入网直面5G时代多样化的部署方式、垂直化的业务场景和差异化的性能需求，然而，5G带来的超高流量、超高数据连接密度和广域覆盖要求，现有5G网络出现容量不够、覆盖不足等问题，仅依靠5G宏基站，已无法实现上述覆盖要求。
    根据3GPP组织的规划，无线基站分为4类，分别是宏基站、微基站、皮基站和飞基站，这主要是根据功率进行划分，宏基站体积较大、功率，覆盖范围，飞基站功率，覆盖范围，除了宏基站，其他三类皆归类为小基站。
    相比宏站小基站具有四大优势。一是低CAPEX。相对于传统主设备基站形态，5G小基站能以低成本方案快速满足运营商各类场景覆盖需求；二是自带容量。相对于传统无源室分方案，能提供5G多小区以及5G、4G双模同时部署的能力，能满足大部分场景使用需求；三是建网便捷。5G小基站具备体积小、安装简单、功耗低、部署灵活等特点，能适应集中部署、站点下沉等部署方式，有效解决各种室内建筑布局的覆盖难题；四是易于管控。5G小基站在设计上就考虑了完善的监控管理和网络维护功能，针对5G室分网络能进行精细化、可视化管控，限度减少人工介入、降低维护成本，节省运营商OPEX。
    据了解，作为国内高国产化率毫米波室内分布式微基站，该产品在CPU芯片、有源相控阵射频SOC等关键芯片均实现了自主可控，并且在灵活帧结构、NR-DC组网、200MHz单载波、基带控制器自主可控、绿色节能方案等8方面具有先进特性。
    据悉，该高国产化率毫米波室内分布式微基站也经历了设备演进“三步走”阶段。从初采用国产CPU和有源相控阵射频SOC芯片的室内微站设备,软件功能符合3GPP R16的技术要求逐步演进到室内微站设备，关键器件、芯片国产化率超过90%，软件功能符合3GPP R17的技术要求，再到现在的关键器件、芯片和整机设备能力达到国际水平，实现全国产化，软件功能符合3GPP R17/R18的技术要求。
    事实上，面向室内网络，毫米波赋能广泛用例。如超过80%的移动数据流量在室内场景产生，这为毫米波室内部署带来了发展机遇，移动运营商可使用毫米波频谱进行室内部署，室内毫米波专网能够为企业、场馆和交通枢纽等室内环境带来数千兆比特速率、超低时延和极大容量，也正因此，这款国内高国产化率毫米波室内分布式微基站落地更有意义。
    产业链齐舞：毫米波产业链驶入快车道
    频谱资源是移动通信产业发展的核心资源。宏观来看，5G频谱资源分为高中低三块。5G频率越高，能提供的峰值速率也就越高，但与之相对的就是覆盖效果也就越差，因此，在5G建设初期，大部分国家的运营商都率先通过在低频耕耘建设5G，以此来实现5G网络的大规模渗透。
    然而，随着5G网络建设的不断深入与应用场景的不断激增，为了实现“数千兆比特速率、大容量、广覆盖和低时延”的5G愿景，运营商普遍采取“6 GHz以下+毫米波”5G部署策略，充分利用低、中、高频段部署5G，既通过低频段满足低业务需求量的覆盖，中频段能实现网络覆盖和容量的平衡，毫米波能够提供数千兆比特速率和超大容量。
    在5G建设初期，就有相关认为，5G毫米波在支持移动运营商成本高效地增加网络容量，以满足人口密集市区、固定无线接入和企业环境日益增长的数据需求的同时，能帮助运营商节省总体拥有成本。
    记者了解到，较6 GHz以下频段，毫米波频段拥有丰富的频谱资源，在载波带宽上具有巨大优势，可实现400 MHz和800 MHz的大带宽传输，通过不同运营商之间的共建共享，实现超高速率的数据传输。同时，毫米波波长短，所需元器件尺寸较小，便于设备产品的集成化和小型化，符合当下终端市场的主流需求，也正因此，围绕毫米波的建设，我国产业链也开启了诸多探索。
    如华为过去几年在毫米波上进行了大量的投资，在外场也进行了实验，目前基于ELAA超大孔径阵列，Extremely Large Aperture Array) 技术让毫米波的覆盖在城区、热点地区实现连续覆盖已经成为可能，且相关毫米波产品已在欧洲实现规模商用。
    中兴通讯于近日与泰国移动运营商AIS以及高通技术公司合作，在曼谷的AZ创新中心成功完成了5G毫米波SA（5G独立架构）技术的试验，在试验期间，5G毫米波SA技术在3D1U帧结构下的下行速度为7.04Gbps，在1D3U帧结构下的上行速度为2.12Gbps，端到端延迟小于4毫秒。
    材料突破上，中信科移动在2022年在业界首次完成基于RIS新型天线阵列的多流传输试验，使用基于RIS的新型天线阵代替毫米波基站中的传统相控阵天线，实现了毫米波手持终端的接入和高速数据传输，手持终端单用户下行数据传输速率可达5Gbps以上。
    面向场景，今年2月，由河北交通投资集团联合北京理工大学毛二可院士创新团队研发的新一代高频高性能超距毫米波雷达也正式发布，它首次采用国产94GHz毫米波雷达芯片，打破了高频段毫米波雷达芯片进口受限局面，解决了核心元器件“卡脖子”的技术难题，对毫米波雷达芯片及毫米波雷达产业发展具有重要意义。该雷达的应用将为多形态韧性交通感知网络提供有力技术保障，引领我国智慧交通建设进入新阶段。
    值得关注的是，此前，工信部《关于发布40-50 吉赫兹(GHz)频段固定业务中点对点无线接入系统频率使用事宜的通知》与《关于发布40-50吉赫兹(GHz)频段移动业务中宽带无线接入系统频率使用事宜的通知》等相关文件的发布，同时，由东南大学牵头，我国自主研发推出的无线局域网(WLAN)通信标准，已经得到国际电工电子协会(IEEE)的通过和认可，标志着我国已将Q波段的频谱开放，在近期和将来十年我国的短距离高速通信应用大概率将在Q波段展开，Q波段产业也正在崛起。
    具体来看，毫米波是指频率在30 GHz-300 GHz之间的电磁波，因其波长在毫米级而得名，而其中的Q波段则是指33-50 GHz范围内的频段，因其具有较低的大气衰减，能够实现在室外场景的部署，适合固定无线接入、基站/WiFi回传、无压缩数据传输、车地通信等广泛应用，并且，富裕的频谱范围也能实现更多的应用承载，可以说是毫米波中的“黄金”频段。
    对此，俊知集团推出了Q波段毫米波点对点高速无线通信系统，该系统是一对分置两地的收发机，收发机A将基带数字信号上变频调制到Q波段锁相载波之上，在42.2-42.4 GHz频率经一双极化喇叭天线发射，此毫米波信号由另一地的收发机B经其喇叭天线同极化接收，下变频后送基带处理;反方向收发机B到A的通信亦同理，在43.2-43.4 GHz频率和双极化喇叭天线的另一极化方向上完成。同时，俊知技术的这套Q波段通信系统，采用双极化喇叭天线实现收发极化隔离，精妙的滤波器方案达到优异的收发镜频和杂散抑制并降低了本振泄漏，加之优于-86 dBc/Hz@1KHz、-94 dBc/Hz@10KHz和-103 dBc/Hz@100KHz相位噪声的本振信号，保证了通信信号频谱的纯净和高质量。
    备战6G：面向更高频率的突破
    继5G规模商用之后，全球信息通信领域对6G的探索正有序展开，如何有效地凝聚6G研发、技术、场景、标准化等方面的共识，成为业界关注的重点。
    《通信产业报》全媒体记者了解到，紫金山实验室是我国B5G/6G无线通信的重要研究机构之一，2020年发布了份6G白皮书，提出的“全频谱、全球覆盖、全应用、强安全”6G愿景，在全球学术界和产业界产生了巨大影响。
    此前，东南大学教授、紫金山实验室科学家尤肖虎表示，在6G时代，原有5G三大应用场景的关键指标能力将有量级提升，同时还会产生如通感算控融合、天地一体化、联邦AI等新的应用场景，并可能派生出一些新的关键指标体系，包括安全程度、覆盖特性、网络智能化程度等。
    6G作为5G蜂窝技术的后继者，6G网络将能够使用比5G网络更高的频率，并提供更高的容量和更低的延迟，6G网络的目标之一是支持1微秒的延迟通信，这意味着比1毫秒的吞吐量快1000倍，这种级别的容量和延迟将是空前的，它将扩展5G应用的性能，因此业界将6G与毫米波和太赫兹技术紧密结合。
    电子科技大学教授陈智表示，近十年，包括混频器、倍频器、功放，甚至天线等，太赫兹技术的器件在各个方面都取得非常快的进展，太赫兹发展趋势是频段越来越高，并且损耗越来越低，效率越来越高，能够让通信传输距离进一步拓展，终实现比较高的集成度，让通信系统设备的体积尽可能缩小。
    围绕6G相关芯片，特别是硅基毫米波太赫兹芯片布局，东南大学教授陈继新认为，在集成能力上面，硅基有一定的优势，这是它可以用于6G毫米波、太赫兹研究的一个立足点，按照集成化角度发展趋势，硅基工艺有高密度集成的优点，特别是在阵列架构当中受到了比较多的重视，所以未来希望五到十年之内继续推动硅基工艺进程，让硅基特别是太赫兹频段一些系统真正能够进入到生活，成为消费电子级的产品之一。
    目前来看，虽太赫兹仍距离我们有些遥远，但毫米波深入场景已然是实实在在的。回看国内高国产化率毫米波室内分布式微基站的落地，其不仅彰显了我国围绕毫米波场景覆盖的突破，也让今后的5G乃至6G的室内深度场景覆盖开启了更多想象。

    业界也表示，毫米波产业繁荣发展需要全球产业伙伴携手创新，跨域合作，共同努力，包括产业政策支持，终端生态繁荣，网络设备能力持续提升，商业模式探索等，对于网络设备商应持续提升毫米波基站的等效全向辐射功率，从而大幅提升移动场景以及被遮挡场景下的用户体验，对于终端厂商，也应持续优化毫米波终端成本，提供丰富且可支付的终端生态，充分发挥毫米波大带宽的价值，不断满足行业数字化新需求。

来源：通信产业网