高通5G毫米波技术 让冰雪运动更精彩
2021-09-02
11:16:53
来源: 互联网
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9月1日，2021世界5G大会“5G与智慧冬奥论坛”举行。来自政府、国内主要运营商、产业界及相关企业等十余位嘉宾一同出席，充分聚焦5G赋能智慧体育产业的相关议题，共同探讨了5G为体育产业数字化转型带来的巨大发展机遇和前景。高通公司中国区研发负责人徐晧出席论坛并发表了题为“5G毫米波让冰雪运动更精彩”的演讲，介绍了5G毫米波的技术优势，在高密度环境中特别是体育赛事场景下的应用潜能，以及高通与中国伙伴取得的最新合作进展。
图为高通公司中国区研发负责人徐晧在“5G与智慧冬奥论坛”上发表演讲
以下为徐晧演讲实录：
各位领导、各位嘉宾，大家好。今天我将主要围绕5G毫米波技术做介绍。刚刚我们听到了很多5G应用，比如在体育赛事上，还有视频、VR、XR等，5G毫米波能够给这些应用提供更好的技术支持。中国自2019年实现5G商用至今，短短两年时间内交出了非常亮眼的5G“成绩单”：截至今年6月，中国已部署接近100万个5G基站，是全世界数量最多的。那么展望未来5G应用，如何把5G应用在中国推广得更加深入？
首先，从2019年到2026年全球移动数据流量的增长来看，预计总流量会增长6倍以上，2026年全球月度移动数据流量将达到2260亿千兆，比我们现在能够支持的5G流量要高很多，比所有的4G、3G、2G流量总和还要多2倍以上。那么，什么样的技术才能支持？目前5G频谱分为Sub-6GHz频段，也就是5G的中低频段，这是中国首先商用的频段，以及5G毫米波频段。这两个频段最大的区别在于低频段有很好的覆盖，传输性能会比较好，但低频段频谱资源非常有限，目前中国运营商分到的频谱大致在100MHz，最多200MHz。而5G毫米波可以达到800MHz，相对于100MHz来说，在频谱上就能比现在的5G传输速率提升8倍以上。但是为什么毫米波在某些国家或领域不是首选的应用场景呢？因为毫米波确实存在很多移动化挑战，从1G到5G，毫米波技术第一次在无线通信和3GPP得到应用。目前，传统认为的一些毫米波技术瓶颈，都通过业界共同的努力，得到了非常好的解决，比如说覆盖有限且成本昂贵这一挑战，可以通过使用大规模天线和波束追踪以及波束成型技术来解决。
回顾毫米波的发展历程，高通早在1990年就开始了毫米波的研究，从1990年到2020年，我们进行了大量的工作——从研发、测试，到原型机，再到和合作伙伴一起做大量的测试与研究。到目前为止，展望全世界的5G毫米波商用前景，美国、欧洲和亚洲的韩国、日本，已率先实现毫米波商用。中国目前主要使用的是5G中低频段，但同时也在推动5G毫米波向前的发展，目前已有一系列由工信部、信通院主导的毫米波测试。
毫米波到底能够给我们带来什么样的商用前景？为什么我们将毫米波和Sub-6GHz频段看作是5G最重要的两个技术？毫米波最大的优势在于热点覆盖。在中国，毫米波的应用具有独特优势，因为中国人口密度比较大，机场、地铁站或者体育场馆等人员密集的场所，都是毫米波非常合适的应用场景。像2022年北京冬奥会，乃至以后的各类体育赛事的场景，都可以受益于毫米波的热点覆盖能力以及应用。5G毫米波部署不仅可以面向室外，还可以面向室内，例如音乐厅或者商场，也可以成为毫米波的绝佳应用场景。
毫米波在美国和其他国家商用以后，当地用户获得了前所未有的应用体验。通过比较5G毫米波与Sub-6GHz频段在美国芝加哥、洛杉矶和纽约的应用情况，以及它们在英国大城市中的应用情况，特别是支持虚拟现实（VR）、扩展现实（XR），以及高清视频等要求流量传输速度达到100兆每秒的应用，我们可以看到，毫米波速率可以达到现在Sub-6GHz频段速率的10倍左右——这意味着借助毫米波，我们可以享受更高清晰度的视频，使得多的人、更多的摄像机可以同时传输视频，获得比Sub-6GHz频段好10倍的体验。在开展5G毫米波性能外场测试时，我们在美国进行的一项商用网络测试中发现，5G毫米波可以实现下行1.8千兆、上行96兆的吞吐量。
毫米波也能够在体育领域得到应用。橄榄球是当下美国最流行的体育运动之一，我们与美国的一些体育馆进行了毫米波商用测试。在能够容纳十万人的体育馆里，很多观众都在同时进行视频上传或下载，这需要非常高的流量和峰值速率来支持。因此在这类应用场景下，毫米波有非常显著的优势。在部署了毫米波技术的体育场，5G毫米波在多个扇区的下行链路吞吐量能够达到4G的18倍、19倍甚至是20倍。在毫米波基站的位置选择上我们有非常多的经验，比如什么情况下基站要布置在场馆的扬声杆上，什么情况下要布置在照明设备上。因为毫米波需要利用视距传输，就是可视化。在开阔的环境下，我们可以利用毫米波的特性进行非常好的系统优化。
为了展示毫米波的应用，在今年年初的2021上海世界移动通信大会（MWC）我们与39家业界领先企业一起进行了5G毫米波的应用和终端的展示。我们也携手中国的合作伙伴进行了很多毫米波的测试和验证，比如我们已经携手中兴成功完成了中国首个基于智能手机的5G毫米波互操作性测试；前几天我们联合中兴通讯展示了中国5G毫米波部署所要求的重要特性。基于26GHz毫米波频段的200MHz载波信道以及3.5GHz频段的100MHz带宽，合力实现了超过2.43Gbps的单用户下行峰值速率。
在IMT-2020（5G）推进组的组织和指导下，高通与中兴通讯等中国合作伙伴一起完成了首个基于大上行帧结构的5G毫米波8K视频回传业务演示。整个流程包括摄像头的采集，通过调制解调器上传至中心毫米波网络，到接收端接收8K视频。演示中的毫米波峰值速率比低频要高很多，当高于10倍或者N倍时，在满足多用户传输方面，除了峰值速率，容量也很重要。我们同时展出了非常灵活的上下帧结构变化，如果看重上传信号，可以选择上行帧结构为主的传输，如果以下行为主，可以选择下行帧结构为主的传输。这个演示将现有毫米波技术上行链路峰值速率提高了3倍。
很多人在使用5G手机时有这样的体验，刚开始使用时可以体验到非常高的速率，但随着5G手机的普及，传输速率就不如以前了。就像家里的Wi-Fi路由器，如果只与一个手机连接，传输速率就比较快，但如果有非常多的设备跟这个Wi-Fi连接，速率就慢下来了。5G同理，当我们满足低速率应用时，Sub-6GHz频段就已经足够了，但如果我们处于人群密集的体育场馆时，每个人的速率就都不够了，此时毫米波就能发挥出它极佳的优势。这就是为什么毫米波是解决密集场馆信号覆盖的最好技术，它可以为VR（虚拟现实）、XR（扩展现实）提供支持。在赛事转播时，通过360度摄像头和5G毫米波回传，观众能通过VR、XR眼镜从运动员视角实时观看告诉运动的景象，从而拥有酣畅淋漓的沉浸式观赛体验。
除了正在进行中的第一阶段毫米波的研究外，高通也在积极推动毫米波下一个5G标准的制定，即5G的第三个标准版本。毫米波的技术和应用场景正在不断扩展，从2G、3G、4G，到5G的发展过程中，除了从低频到高频是一个自然发展过程外，5G还首次引入了毫米波，实现了技术上的突破。未来，当需要更高频率或者发展到太赫兹阶段时，我们会把它引入到6G技术中去。通过不断的技术迭代，高通将给大家带来更多更好的应用和更优质的体验。谢谢！
责任编辑：sophie
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