ICC訊  根據Polaris Market Research的最新研究報告，2021年全球毫米波5G市場價值為23.1億美元，預計到2030年將達到75.1億美元，在整個預測期內年復合增長率將達到14.3%。

  客觀來說，毫米波在全球范圍內的5G上半場部署并不理想。但隨著5G廣域覆蓋的日臻完善，各國監管機構對毫米波頻譜的發放到位，以及3GPP標準的不斷演進，利用連續頻譜資源非常豐富的毫米波來進一步提升5G網絡的容量和性能，尤其是在室內覆蓋和高流量地區確保網絡容量需求，將成為大勢所趨。

  顯然，進入5G下半場，毫米波將有望大放異彩。

  產業鏈薄弱限制毫米波部署速度

  相較于2G、3G和4G技術，5G覆蓋了更大的頻譜范圍，從低頻段的600MHz到非常高的47GHz頻段。行業間對此已經達成了一致共識：成功的5G部署需要低、中和高頻段的搭配使用，這樣將使運營商能夠在覆蓋范圍和性能之間取得相對理想的平衡。

  然而，為何在已部署落地的全球5G網絡中，還是多以采用中低頻段為主呢?一方面，中低頻段頻譜信號穿透能力更強，能提供更好的覆蓋范圍，可以幫助運營商迅速在5G時代“立身”;另一方面，高頻段的毫米波頻譜因其天然特性導致覆蓋能力有限，部署成本較高，一時成為了一塊“難啃的骨頭”。

  對此，香港應用科技研究院(以下簡稱“香港應科院”)通信技術副總裁莊哲義博士向C114表示，在此前的5G部署中，“毫米波產業鏈成熟度和毫米波相對于其他頻段的技術優勢，影響了毫米波的部署場景和部署規模。同時，毫米波業務和組網能力需進一步驗證。此外，毫米波設備體系不完善，一體化微RRU設備成本仍高，無法滿足運營商多樣化場景需求。除了這些因素之外，頻譜的發放也影響毫米波部署的節奏和規模。”

  該院總結到，包括產業鏈薄弱，器件及部署成本等問題，都限制了毫米波在5G上半場作用的發揮。

  5G毫米波技術優勢不能被忽視

  網絡監控公司Ookla對美國這一全球5G毫米波發展領先市場進行的最新調查顯示，該國5G毫米波用戶的速度是中頻段用戶速度的4.29倍，是C頻段的6.86倍，是低頻段的26.1倍。

  事實上，超大帶寬、超高速率和超低時延是毫米波頻譜的最大優勢所在。隨著移動數據流量持續快速增長，以及為了服務新應用所產生的更高數據傳輸速率需求，都將推動毫米波頻譜在保證5G網絡容量方面發揮關鍵作用。

  從已經商用5G毫米波服務的美國市場來看，FWA是毫米波可以發揮自身優勢的一個重要場景，并且有兩股強大的力量正推動電信運營商們轉向毫米波。首先，不少運營商已經成功地將FWA部署作為一項增加其客戶數和收入的新服務，他們不希望這種增長放緩。但是，FWA是一種數據流量消耗極大的服務。根據統計，雖然移動用戶可能每月消耗10GB左右的數據，但FWA用戶每月數據消耗量可高達200GB，上TB級別的用戶也不少見。這種使用對網絡容量造成了極大消耗，因此運營商們希望使用豐富的毫米波頻譜來經濟高效地提升網絡容量。

  同時，可以預見，當5G部署邁過初期階段，隨著室外廣域網絡覆蓋的實現，下一階段將進入室內信號覆蓋階段。“特別是面對激增的室內移動數據需求，只有5G毫米波基站能提供足夠的帶寬。另外，由于技術的突破，預計5G毫米波集成小基站的價格會逐漸降下來，這也會帶動更大的市場需求。” 莊博士表示，特別是對體育場館、購物中心、交通樞紐和中央商務區這樣的人流密集區，毫米波部署可以帶來明顯的用戶體驗改善。

  另外，毫米波有望在安全、可靠和超高速企業網絡的部署中發揮重要作用。由于該頻段提供的高容量和極低延遲，以及支持大流量上傳的能力，使其非常適合用于流量密集型工業用例和并發流量高且上行要求特別嚴苛的工業用例。

  5G毫米波技術解決方案日臻成熟

  據莊博士介紹，香港應科院目前已與星騁科技有限公司(Astella)合作開發了商業級5G毫米波集成小基站(ISC)解決方案。其5G毫米波集成小基站以28GHz毫米波載波頻段、400MHz系統帶寬、2T2R運行，用于卸載網絡中的數據流量。

  我們獲悉，上述5G集成小基站軟件，由高性能的高物理層、低物理層軟件以及數字前端(DFE)組成，源自香港應科院5G技術，并進一步演進以支持商業運營商部署。

  莊博士說“我們的5G毫米波集成小基站已通過運營商網絡認證。該解決方案在公共網絡和專用網絡中都非常有用，尤其是在獲得許可的Sub-6頻譜資源有限且數據流量可以輕松卸載到毫米波頻段時。目前，我們正積極與不同的本地和全球實體合作，試用5G網絡解決方案進行商業化和應用。”

  圖：香港應科院與星騁在MWC Barcelona 2023上演示5G毫米波集成小基站系統

  值得一提的是，雙方合作的這一5G毫米波集成小基站兼容O-RAN標準。莊博士告訴C114，過去一年，O-RAN的技術和市場發展比預計慢，不同供應商產品的系統集成是一大原因, O-RAN規范的可用性沒有預期的使系統集成變得更容易。

  在其看來，推動O-RAN技術及其生態系統更快成熟，最關鍵是首先需要提升標準完成度，簡化不同供應商之間實現互操作性，在這之后是能夠與現有解決方案相匹敵甚至超越現有性能的成熟產品，同時通過規模部署將帶來成本效益和經濟效益的提升。為此，香港應科院希望通過相關項目，發展標準完成度高的各樣界面，賦能業界伙伴開發O-RAN合規產品。

  中國有望成為全球最大的毫米波市場

  2023年1月4日，工信部發布《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》，其中明確指出，通過新增毫米波頻段(E波段，71-76GHz/81-86GHz)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，更好滿足各方需求，推動微波通信等無線電產業高質量發展。

  此次調整首次將毫米波頻段頻率納入使用規劃，我國毫米波應用有望得到快速推廣。隨著未來毫米波頻段使用許可的發放，中國有望成為全球最大的毫米波市場。

  實際上，國內三大電信運營商對于利用豐富的毫米波資源進一步提升5G網絡表現早已是摩拳擦掌，箭在弦上。以中國聯通為例，該運營商在2022年12月發布的中國聯通5G毫米波技術白皮書3.0》明確披露，將分“三階段”實現推進毫米波網絡能力實現：2023年視頻率政策情況，進行毫米波網絡場景化部署試驗;2024年進行R18等關鍵能力試驗驗證;2025年進行毫米波創新應用部署。

  香港應科院轄下位于深圳的研究院已與深圳南方科技大學簽署了備忘錄，將共同建設聯合實驗室，主要用作研發及應用先進半導體、新一代通訊等領域。香港應科院斥資500萬元人民幣，并提供研發項目及技術指導。隨著新建設的聯合實驗室啟用，香港應科院于2022年4月與南方科技大學合作的首兩個科研技術項目隨即進行，香港應科院將當中的150萬元港幣，用作研究通信領域—5G毫米波通訊系統，以及電源管理IC的集成電路及系統領域之上。

  據了解，香港應科院的技術涵蓋5G O-RAN基站、5G核心網、MEC和編排器，已授權給多個行業合作伙伴，以實現和加速商業化。未來，該組織將繼續秉持“科技產業化，產業智能化”的使命，領航科技創新，擴大產業應用，并促進產學研互動協作，創造共贏。