6月14日,5G NR獨立組網(wǎng)功能實現(xiàn)凍結,加上去年12月完成的非獨立組網(wǎng)NR標準,5G已經(jīng)完成第一階段全功能標準化工作,進入產(chǎn)業(yè)全面沖刺的新階段。5G標準的最終確定,實現(xiàn)了5G“萬里長征”的第一步。
在上海舉辦的MWCS 2018上,國內(nèi)三大運營商紛紛表態(tài),為2020年實現(xiàn)5G正式商用作出詳實部署。
中國移聯(lián)合大唐電信等合作伙伴發(fā)布“5G SA(獨立組網(wǎng))啟航行動”,打通全球首個基于5G獨立組網(wǎng)端到端系統(tǒng)的全息視頻通話。同時公布5G商用計劃表,預計2018年底面向行業(yè)客戶開放5G產(chǎn)品測試,明年10月實現(xiàn)友好用戶測試,2020年正式商用。中國聯(lián)通副總經(jīng)理邵廣祿宣布,今年將在全國16個城市開展5G規(guī)模試點,預計2019年開始預商用,2020年正式商用。中國電信發(fā)布《中國電信5G技術白皮書》,提出5G“三朵云”目標網(wǎng)絡架構和“一個前提、三個原則”的網(wǎng)絡演進策略,采用SA組網(wǎng)方案,通過核心網(wǎng)互操作實現(xiàn)4G和5G網(wǎng)絡的協(xié)同,初期主要滿足eMBB(增強移動寬帶)場景需求。
今年在深圳舉辦的IMT-2020(5G)峰會上,工信部副部長陳肇雄表示,目前5G第一階段的國際標準已經(jīng)制定完成,我國企業(yè)全面參與了5G國際標準制定,新型網(wǎng)絡架構等多項技術方案被國際標準組織采納。目前,我國已經(jīng)突破大規(guī)模天線、網(wǎng)絡編碼等關鍵技術,各項測試工作將加速進行。確保今年底前推出符合第一版本5G國際標準的商用系統(tǒng)設備。
5G給我們帶來什么?
提到5G網(wǎng)絡,與4G時代不同,將具有更高速率、更低時延和海量的連接。較4G提升數(shù)十倍的速度、低于1ms的低時延、全球超過500億臺設備相互連接。以此,也建立了超寬帶移動通信(eMBB)、超低延時通信(uRLLC)、海量物連(mMTC)三大5G應用場景。正是基于這三大場景讓5G時代催生了更多AR/VR、無人駕駛和遠程醫(yī)療、萬物互連等市場的應用。從人與人的交互,轉(zhuǎn)變成物與物的溝通,實現(xiàn)電信級的蜂窩物聯(lián),或?qū)⒁l(fā)人類社會的一場新變革。
圖:5G時代三大應用場景
通信行業(yè)專家指出,射頻在5G手機的設計中尤為關鍵。4G手機最大的制造成本在屏幕與處理器,但5G手機最大的成本或許會轉(zhuǎn)向整套的射頻方案。市場調(diào)查機構Navian預測,2020年僅移動終端中射頻前端芯片的市場規(guī)模將達到212億美元,年復合增長率達15.4%。
5G時代將有更多的頻段資源被投入使用,多模多頻使得射頻前端的芯片需求增加,同時Massive MIMO、波束成形、載波聚合、毫米波等關鍵技術也將助長射頻前端芯片需求增加這一趨勢,直接推動射頻前端芯片市場成長。
射頻前端的挑戰(zhàn)對于即將到來的5G通信,射頻前端面臨的挑戰(zhàn)主要表面在以下方面:
-更多射頻通路下的布局空間挑戰(zhàn)。
- 更多射頻通路下的成本挑戰(zhàn)。
- 更高功率輸出、更高工作頻段對射頻器件性能的挑戰(zhàn)。
更多射頻通路下的布局空間挑戰(zhàn)。以當前5G通信頻譜使用中,主要分為Sub-6GHz 與6GHz以上頻段兩個頻譜。Sub-6GHz指的是6GHz以下頻段,6GHz以上指的是26GGHz以上的毫米波頻段。針對于最接近商用的Sub-6GHz頻段,中國使用的頻段為3.3G~5GHz頻段,頻譜高于4G時代的最高頻段2.7GHz,并且未來5G可能需要覆蓋的頻段更多。整個射頻前端需要搭配更多、功率更高的射頻器件以實現(xiàn)頻率的覆蓋。以Sub-6GHz為例,一部支持3.5GHz和4.9GHz兩個頻段的5G智能機,其4G/5G射頻功放的通路個數(shù)至少從現(xiàn)在的3路增加至5路。若未來支持毫米波的話,還要提升到6路或者更多。這在智能設備尺寸越來越小的趨勢下,對射頻前端的尺寸提出了非常高的要求。
圖:終端通信模式與支持頻段的演進
另外,據(jù)射頻行業(yè)人士解釋,對于Sub-GHz以下的射頻器件,還會采用多進多出(MIMO)的技術方案實現(xiàn)更高速率的信號傳輸,在MIMO中,不論是發(fā)射還是接收,都需要倍數(shù)級的射頻前端器件進行支持。以CPE(Customer Premise Equipment,無線路由器的簡稱)為例,其接收和發(fā)射一般為4路及8路,也就代表了其射頻部件以x4,x8的倍數(shù)級增長。而在毫米波頻段,由于路徑衰減大,通信距離將變短,射頻廠商就無法做到全向的大功率傳輸。以此,射頻器件將采用波束成形+MIMO的方案滿足網(wǎng)絡需求。波束成型需要將陣列級別的射頻信號進行空間波束成型,通路數(shù)量一般在8路合成以上,每路至少需要一組射頻前端通路。所以,不論是Sub-6GHz,還是毫米波頻段,都需要倍數(shù)級的射頻前端來進行射頻傳輸,這對手機體積方面產(chǎn)生了巨大挑戰(zhàn)。更多射頻通路下的成本挑戰(zhàn)。由于增加射頻通路個數(shù),需要單獨的硬件進行支持。所以射頻前端的成本,與射頻通路的通路數(shù)目成正比例關系。射頻前端本身不斷增加的通路個數(shù),與不斷降低的連接終端成本之間的價格矛盾,也對單個射頻前端通路的成本,提出巨大挑戰(zhàn)。