5G毫米波正当时，毫米波通信技术创新研讨会顺利召开

2019年7月17日，由工业和信息化部指导，IMT-2020(5G)推进组和中国通信标准化协会主办的“2019年IMT-2020(5G)峰会”在京举办。IMT-2020(5G)推进组详细介绍了IMT-2020(5G)推进组最新的工作进展，其中就提到，要分阶段推进5G毫米波技术研发试验。

目前，3GPP R15毫米波频段定义已经完成，随着我国5G产业进入新里程，毫米波技术势必会迎来一轮热潮。2019年7月23日，TD产业联盟与是德科技联合举办“5G毫米波通信技术创新研讨会”在北京泰富酒店隆重召开。该研讨会以“探知毫米波技术极限，推动热点技术创新”为主题。现场近300余位资深专家学者、通信运营商专家、主要设备提供商代表围绕“毫米波基站及组网策略”、“毫米波天线的设计、工艺与测试”、“毫米波器件、模组、终端及其测试”等议题展开深入探讨。

研讨会发言纪要

TD产业联盟秘书长杨骅表示，目前低频频段信道已经非常拥挤，目前每个运营商最大带宽仅局限在100-200M频谱范围内，不利于5G性能发挥，只有提高到高频毫米波阶段，用户带宽才有可能得到十倍以上的提升，这时毫米波自然走上前台。

杨骅指出，目前国内产业现状是中低频段产业链较为成熟，但在高频毫米波频段产业链不健全，尤其是毫米波器件领域薄弱，使得5G网络规划要从工业现实和布网规律两个方面考虑。

目前毫米波技术还存在损耗大，衍射困难，穿透性差，覆盖方案复杂，功耗功放效率比仍有提升空间等特点。与此同时，杨骅也表示，目前毫米波测试系统需要加强，包括测试指标设计、参数一致性等都需要业界努力。

“5G是全世界公认的第四次工业革命开始，面对枯竭的频谱资源，毫米波走上历史舞台是必然选择，在未来5G、6G市场中将担负着越来越重要的重任。尽管毫米波技术各国路线不一致，有分歧，但毫米波终究是未来通信市场的主战场，弥补毫米波产业的短板也是我国的必由之路。”杨骅说道。

为此，杨骅提出了三点建议：政府尽快明确5G毫米波频谱规划；加大产业链合作，通过系统带整机，整机带部件，专用带通用的方式进行；第三则是要进一步加强国际合作，加强测试领域的研究发展。

是德科技大中华区市场总经理郑纪峰发表致辞并作了5G商用毫米波通信测试测量技术的报告。报告解释了5G毫米波通信测试测量的需求和挑战：信道测量和建模、产生和分析高质量的宽带毫米波调制信号、MIMO和波束赋形、OTA和一致性测试。目前，是德科技的测试方案可以完整的覆盖Sub-6GHz到毫米波频段，可支持网络设备、芯片和终端不同需求方的解决方案。

东南大学余超副教授介绍了目前东南大学毫米波国家重点实验室在5G毫米波通信射频技术方面的进展。余超表示毫米波大规模MIMO技术是5G及未来6G的关键使能技术之一。目前波束成形系统架构包括无源多波束阵列、全数字多波束阵列、以及混合多波束阵列等不同方案。具体方案需综合考虑基带处理性能，整体系统功耗，设计复杂度以及成本等等。同时，余超表示，目前毫米波系统需要在射频算法方面进行加强，并且与射频系统进行充分融合。为支持更高的速率和利用更高的频谱资源，射频线性化算法可以提高系统的线性度以支持更高阶的调制方式；同时，射频算法还可以用于提高功率放大器的效率，降低系统整体功耗。

中国信通院技术与标准研究所无线与移动研究部主任工程师张翔表示，目前毫米波测试中，射频和性能指标测试非常困难。目前基站射频OTA测试方案有包括远场、紧缩场、近场及动态赋形紧缩场四种测试方法，而基站和终端衰落信道下的性能测试尚未有成熟方案。毫米波频段路径损耗大，混合波束赋形、波束跟踪等技术复杂，因此急需研发适用于毫米波基站和终端的性能的测试方案，同时降低测试成本和提升测试效率。目前信通院已经具备毫米波频段基站和终端的射频测试能力，提供静区50cm，频段覆盖4GHz-110GHz的高性能紧缩场，具备高能力，高动态范围，高精度及高效率特征，已可对毫米波基站、终端及芯片的带内带外指标进行测试验证。对于毫米波基站和终端性能测试，由于综测仪的上行解调能力受限、混合波束赋形能力缺失以及功放增益要求高等因素，信通院正在积极与产业界合作伙伴共同研究探索，搭建端到端性能测试系统。

针对毫米波基站系统，大唐移动段滔说道，无论是全数字还是全模拟的波束赋形，都存在各种不足，所以需要结合数字域和模拟域波形赋形技术做混合域的产品，减少射频链路数量，同时降低硬件实现复杂度。5G毫米波基站对高频段射频器件带来了全新需求，目前主流的毫米波基站芯片解决方案包括了毫米波前端+毫米波上下变频+毫米波本振，其中毫米波前端芯片集成了PA、LNA、开关机调幅调项器等，根据功率不同分为CMOS/SiGe以及GaAS/GaN两种方案。段滔介绍，目前大唐移动正在牵头筹办5G中高频器件创新中心，通过拉通通信全产业链发展，以市场需求和系统设计带动关键器件、芯片研制；加强上下游产业链合作，共同满足信息通信产业高速发展需求，形成可持续创新技术成果体系；同时为5G和下一代通信技术演进提前技术、标准和产业布局。

中兴通讯5G高频产品经理、首席架构师王建利介绍了中兴通信在5G毫米波技术方面的路线图。目前毫米波应用的挑战包括传播损耗大，需要大功率的TX；绕射和衍射能力差，容易形成覆盖空洞；毫米波带宽大但系统的处理能力有限等。而为了应对这些问题，需要引入天线管理阵列，高频波束管理，全新的无线帧结构以及高频组网技术等。中兴通讯在5G毫米波道路上起步较早，2015年就开始进行前期研发工作，2017年MWC上就发布了涵盖3.5G/4.5G/28G/60G等多款高低频产品，并在现场进行了高频产品的速率演示，峰值速率达到了50Gbps。而针对高频OTA测试，中兴通信提出了ROSE方案，瑞利分辨率采样和归一化波矢空间采样，被纳入了3GPP标准。

京信集团研究院院长杨波介绍，实际上在5G之前，毫米波就在消费电子和通信领域有应用，但是由于没有组网，所以相对没有那么复杂。未来，5G的毫米波建设面临覆盖难题，需要借助覆盖增强设备辅助，此类设备包括Relay、Passive Repeater和Active Repeater三种类型。京信集团也会持续在微波/毫米波产品设备进行创新，助力5G毫米波建设。

是德科技实验室中国区经理孔红伟介绍了目前是德科技、清华大学和信通院开展的紧缩场测试参考案例。在行业已经达成共识的直接远场法、间接远场法、近场法等多种类型的测试方法中，是德科技已经推出多种符合3GPP标准的OTA测试方案，并且是德科技实验室的中国研究人员还在中场等方向推出了创新测试方法，取得了良好的一致性结果。

广东省5G中高频器件创新中心樊永辉介绍了目前创新中心的基本情况，樊永辉表示，目前国内市场射频前端中功率放大器和滤波器90%以上份额被国际企业占有，对我国5G产业发展形成制约瓶颈。创新中心主要围绕三大研发方向，分别包括：新型半导体材料及工艺共性关键技术和产业化；基站用中高端功率放大器、滤波器、阵列天线等核心器件产业化关键技术；面向射频前端、硅基毫米波集成芯片设计关键技术。目前中心演进路线分三步走，最终将实现国际领先的各种通信射频前端器件。樊永辉表示，目前创新中心正在搭建从材料/器件研发-测试-封装-中试的一体化公共服务平台，并且开展了多项围绕高频毫米波器件的研发工作，包括射频前端功率放大器、滤波器等。

是德科技微波技术支持专家杨海川介绍了是德科技毫米波MIMO信号产生与分析测量技术方案。杨博士从基础的宽带毫米波信号产生的原理出发，系统地介绍了是德科技最新推出的支持2GHz带宽的双通道相参毫米波宽带矢量调制信号源M9384B和M9383B，以及支持产生和分析每通道2GHz带宽，多达四通道相位相参的毫米波信号产生与分析方案。杨博士还分享了该多通道宽带相参信号产生和分析的5G NR真实演示的测试结果。该演示工作在29GHz FR2、每通道带宽400MHz、 4*4 MIMO，EVM小于2%。除此之外，在元器件级别方案中，针对毫米波应用，是德科技同样提供了支持110GHz的网络分析仪。

总结：

相较于以往的各代移动通信系统，5G 需要满足更加多样化的场景和极致性能挑战。而频谱资源极度匮乏已向 5G 时代高、低频段协同发展提出迫切需求，毫米波频段（6 GHz 以上）作为重要的补充频段。给移动用户和移动运营商提供了“无穷无尽”的频率资源。

毫米波带来了大带宽和高速率特性，因此在通信、雷达、成像、检测等领域具有高宽带、高速率、高精度、高分辨率等特点，在高速无线通信、自动驾驶汽车、无损探测、机器人视觉、航空航天等方面有广阔的应用前景。