毫米波通常指頻段在30~300GHz，相應(yīng)波長(zhǎng)為1~10mm的電磁波，工作頻率介于微波與遠(yuǎn)紅外波之間，兼有兩種波譜的特點(diǎn)，將接近的24GHz或以上頻段也定義為毫米波的范圍，相對(duì)于低頻頻段，毫米波具有帶寬寬、波束窄、傳輸干擾小、安全保密好、多徑效應(yīng)小、多普勒分辨力高，以及器件尺寸小易集成等特點(diǎn)，在5G移動(dòng)通訊、物聯(lián)網(wǎng)和雷達(dá)、衛(wèi)星通信等領(lǐng)域很廣闊的應(yīng)用前景。而目前主要受關(guān)注的頻段為28-30GHz，38GHz，45GHz，57-71GHz，71-76GHz，81-86GHz，100GHz等頻段。

1）應(yīng)用場(chǎng)景

毫米波通信應(yīng)用包括毫米波波導(dǎo)通信、地面通信和衛(wèi)星通信、軍事通信，且以無(wú)線(xiàn)地面通信和衛(wèi)星通信為主。

與5G通信相關(guān)。根據(jù)3GPPTR38.913定義，與高頻段應(yīng)用相關(guān)的幾個(gè)場(chǎng)景分別為：室內(nèi)熱點(diǎn)、密集城區(qū)、宏覆蓋、高速鐵路接入與回傳以及衛(wèi)星擴(kuò)展到地面。

2）關(guān)鍵技術(shù)

毫米波通信主要技術(shù)挑戰(zhàn)包括：毫米波射頻器件、毫米波天線(xiàn)、超寬帶低復(fù)雜度信號(hào)處理、空間信道模型以及網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)架構(gòu)和空口的優(yōu)化、空口與高頻段組合技術(shù)。

重點(diǎn)講5G毫米波通信。

3）系統(tǒng)架構(gòu)

5G毫米波基站硬件由基帶模塊、中頻模塊和毫米波模塊單元等幾個(gè)部分構(gòu)成

基帶模塊：實(shí)現(xiàn)5G基帶處理、數(shù)字域波束賦形、基站傳輸?shù)裙δ?，由CU、DU和RU中的數(shù)字邏輯共同實(shí)現(xiàn)，在電路設(shè)計(jì)方面通常使用CPU+DSP+FPGA的架構(gòu)，或者采用專(zhuān)用SOC芯片進(jìn)行基帶處理，同時(shí)還需要IP交換芯片、傳輸接口等電路。

中頻模塊和毫米波模塊：位于RU單元，包括數(shù)字前端（DFE）、模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換電路、毫米波混頻器、模擬域波束賦形和天線(xiàn)陣，包含用于基帶處理和DFE功能的FPGA或SOC芯片，時(shí)鐘系統(tǒng)、數(shù)模轉(zhuǎn)換ADC、DAC、毫米波電路以及天線(xiàn)陣等。

4）通信頻段必然向毫米波方向延伸

?隨著高容量、高速率、低時(shí)延業(yè)務(wù)發(fā)展，通信頻段必然向毫米波方向延伸；

?5G移動(dòng)通信的基本架構(gòu)將采是低頻段+毫米波頻段相結(jié)合的通信方式；

?5G毫米波通信主要應(yīng)用場(chǎng)景解決熱點(diǎn)流量問(wèn)題，毫米波基站體積更小，便于隱蔽安裝；適合光纖不易接入或成本過(guò)高的地區(qū)，采用CPE終端掛墻或靠窗安裝；毫米波與MEC、AI技術(shù)結(jié)合，適合于園區(qū)組網(wǎng)方案；構(gòu)建智慧工廠、智慧園區(qū)、智慧碼頭等控制類(lèi)智慧應(yīng)用。

5）市場(chǎng)規(guī)模

隨著5G建設(shè)的推進(jìn)，Sub-6 GHz無(wú)線(xiàn)基礎(chǔ)設(shè)施開(kāi)始部署，以彌補(bǔ)現(xiàn)有4G LTE網(wǎng)絡(luò)與未來(lái)毫波 （mmW） 5G實(shí)施方案之間的帶寬差距，5G毫米波定位為高價(jià)值熱點(diǎn)區(qū)域的覆蓋解決方案，作為Sub 6GHz 5廣覆蓋網(wǎng)絡(luò)的補(bǔ)充，預(yù)計(jì)部署數(shù)量將從2018年的3.8萬(wàn)臺(tái)增加至2024年的140萬(wàn)個(gè)，其中主要應(yīng)用為24-27Ghz與27.5-29.5Ghz頻段。

射頻市場(chǎng)

在未來(lái)的4-5年里，基站建設(shè)市場(chǎng)呈爆炸式增長(zhǎng)，與4G相比，射頻器件市場(chǎng)，采用多輸入多輸出技術(shù)的5G M-MIMO宏站有望實(shí)現(xiàn)3-4倍的增長(zhǎng)，5G毫米波也將8倍左右的市場(chǎng)市場(chǎng)增長(zhǎng)；市場(chǎng)總量預(yù)計(jì)從2018年低谷（14.8億美元）到2024年高峰的31.6億美元，復(fù)合增長(zhǎng)率約為13%；而業(yè)務(wù)構(gòu)成來(lái)看，來(lái)自于5G M-MIMO宏站、5G毫米波合計(jì)貢獻(xiàn)將超過(guò)50%。

主要工藝：

市場(chǎng)規(guī)模

6）5G毫米波商用化進(jìn)展與瓶頸

目前美國(guó)、日本、韓國(guó)等國(guó)均已經(jīng)完成5G毫米波頻譜劃分并開(kāi)始商用部署，相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈也隨之達(dá)到初步成熟；然而，相比美國(guó)、日本、韓國(guó)等國(guó)家，中國(guó)市場(chǎng)的5G毫米波商用化進(jìn)程相對(duì)滯后，雖于2017年7月批復(fù)了24.75-27.5GHz和37-42.5GHz頻段用于5G毫米波的實(shí)驗(yàn)頻段，但目前有關(guān)毫米波的具體商用時(shí)間軸的規(guī)劃尚未正式發(fā)布，缺乏明確的頂層商用時(shí)間規(guī)劃，產(chǎn)業(yè)鏈的成熟度較低也制約著產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

國(guó)內(nèi)5G毫米波產(chǎn)業(yè)鏈上游的元器件研發(fā)與制造仍處于研發(fā)試點(diǎn)階段，受技術(shù)實(shí)現(xiàn)和生產(chǎn)成本及基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)進(jìn)度的限制，尚未到達(dá)商用量產(chǎn)
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