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华为5G毫米波引争议 5G毫米波常见的四大误区

电子设计 ? 2021-01-06 17:25 ? 次阅读

我们知道,5G毫米波存在信号衰耗大、易受阻挡、覆盖距离短的“天然缺点”。而2019年华为推出5G后,高通就毫米波还与华为有过一场口水仗,说华为是“假5G”,那么5G毫米波到底有哪些问题呢?我们来看看5G毫米波的四大误区。

华为5G毫米波争议

“华为5G基带芯片巴龙5000不光支持Sub6GC-Band频段,还支持毫米波26GHz和28GHz频段,最大支持带宽可以达到800MHz,充分利用毫米波大带宽的优势,理论速率最大可达6.5Gbps。配合华为的毫米波RFIC和毫米波模组,华为具备全形态的毫米波终端解决方案能力。”

这是华为的官方介绍。

华为基站芯片巴龙5000是支持5G毫米波的,但是在推出的最新5G手机Mate40上,还是不支持毫米波。

也因此,高通在“2019骁龙技术峰会”上,还不忘怼一怼华为,说华为是“假5G”。那么,在5G毫米波这个问题上,我们看看各家的说法。

本文摘自ESMC的《千亿级5G毫米波市场潜能如何释放?》,稍有修改。

原作者:邵乐峰

什么是毫米波?严格的讲,毫米波频率为30GHz至300GHz,对应波长分别为10mm到1mm。在移动通信领域,通常把24GHz-100GHz称为5G毫米波。

毫米波技术和sub-6GHz都是3GPP规定的5G标准。二者的区别在于,Sub-6频率低,所以传播得更远,基站建设成本低,而毫米波频率高,速度更快,但是传播得近,基站建设成本要达到Sub-6的十倍左右。

中兴总工说法

在5G,特别是5G毫米波的问题上,要遵循“道”“法”“术”,这是中兴通讯无线产品规划总工王建利给出的形象说法。所谓“道”,是指要从根本上解决毫米波覆盖差的能力;“法”,是指基于毫米波特有的波束特征,设计自己的阵列天线架构、波束算法、反射板技术;“术”,则是指积极参与3GPP标准的制定,吃透技术细节。

其实就毫米波本身而言,其最大的优势首先在于频段资源非常丰富;其次,带宽大、传输速度快,400M甚至800M的带宽是3.5GHz频段的4倍,传输速度可达10Gbps,空口时延小,为高可靠、低时延业务的开展提供了天然的优势;最后,毫米波天线尺寸小,可以形成更窄的波束,空间分布能力强,能在一定程度上弥补由于频率过高导致的传播损耗和穿透损耗。当然,后者也正是毫米波技术的不足之处,在穿透混凝土的典型场景中,穿透损耗高达109db,是2.6GHz和3.5GHz的2倍以上。

高通博士观点

“移动宽带新突破的关键是实现毫米波的移动化”—这是高通工程技术高级总监骆涛博士的核心观点。如前文所述,毫米波最大的优点是带宽资源比较丰富,运营商可以利用800MHz带宽部署网络。此外,毫米波基站和支持毫米波的手机都能利用载波聚合或波束聚合实现数据传输,在减少干扰的同时支持密集的空间复用。

在他看来,毫米波部署的初期侧重于智能手机,主要由运营商驱动,且侧重于城市人口密集区域。OoklaSPEEDTEST最新实测结果显示,基于6GHz以下频段(比如3.5GHz、2.6GHz)的现网实测,5G下载速率比4GLTE快5倍,而与6GHz以下频段相比,5G毫米波终端的实测下载速度快4倍,平均速率高达900Mbps,峰值速率超过2Gbps,这意味着长达10小时的有声书能够在1秒钟内下载完毕,速度非常惊人。同时,毫米波的高容量特性还有助于推动运营商提供无限流量套餐,这对消费者是重大利好。

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图5:与6GHz以下频段相比,5G毫米波终端的实测下载速度快4倍

高通公司中国区研发负责人徐晧博士则表示,当前产学界,包括消费者对毫米波移动化仍然存在四方面的认知误区:

误区一,“毫米波覆盖范围有限且成本昂贵”。

他认为这一问题可以通过两方面措施解决:第一,将Sub-6GHz和毫米波结合起来,利用Sub-6GHz的低频段做全国范围内的5G覆盖,在需要大容量、高速率的场景中使用毫米波实现热点覆盖;第二,在重点应用场景中部署毫米波网络,例如奥林匹克场馆、音乐厅、商场、交通枢纽等,不仅成本相对低很多,而且能达到比较好的覆盖效果。

误区二,“毫米波只支持视距传输”。

其实支持信道快速切换,是毫米波的一个关键解决方案。也就是说,如果一个传输路径被手部或身体其它部位遮挡,通过激活手机上的另一个模块就可以快速找到一条新的传输路径。当把这种转换从基站内扩展到不同基站之间后,毫米波传输在不同基站之间的切换就能快速实现。

误区三,“毫米波只用于固定场景”。

为了验证毫米波调制解调器的性能,高通实验人员要么将手机放置于人流量大且有人群阻挡的场景下测试,要么选择更极端的测试环境,将搭载骁龙X50芯片的手机固定在无人机上,遥控无人机在园区内穿梭飞行。得益于先进的波束管理算法,即使在以上种种极具挑战性的环境下,手机仍然能够保持高速网络连接。

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图6:通过固定在无人机上的移动测试终端,测试5G的极致移动性

误区四,“毫米波终端外形尺寸较大”。

以高通率先商用的毫米波模组为例,在非常紧凑的尺寸中集成了天线、射频前端、收发器,一部手机可以采用多个这样的毫米波模组,不仅满足智能手机紧凑纤薄的设计需求,同时满足功耗需求并提供最大化的性能。

5G毫米波系统的规模部署和商业经营将是5G后续演进和6G技术研发的重要基础。“只有通过5G毫米波系统的规模部署和商业经营,全球移动通信产业才能获得高频段网络部署经营的第一手经验,才有可能提炼出进一步的市场和技术需求,才有可能指引5G后续演进和6G技术的研发。”StrategyAnalytics无线通讯领域高级分析师杨光说。
编辑:hfy

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HMC8100 800 MHz - 4000 MHz中频接收器

HMC8200 800 MHz - 4000 MHz中频发射器

和特点 高线性度: 支持高达1024 QAM的调制频率 Tx IF范围:200 MHz - 700 MHz Tx RF范围:800 MHz - 4,000 MHz Tx功率控制范围: 25 dB SPI控制接口 32引脚5 mm × 5 mm LFCSP封装 产品详情 HMC8200LP5ME是一款高度集成的中频(IF)发射器芯片,可将行业标准300 MHz至400 MHz IF输入信号转换为输出端的800 MHz至4000 MHz单端射频(RF)信号。 中频发射器芯片采用紧凑型5 mm × 5 mm LFCSP封装,支持高达1024 QAM的复杂调制频率。HMC8200LP5ME在大幅缩减尺寸和成本的同时可降低传统微波无线电的设计复杂性。HMC8200LP5ME具有?31 dBm至+4 dBm的IF输入功率范围,以1 dB步长提供35 dB数字增益控制,且模拟电压增益放大器(VGA)持续控制-20 dBm至+5 dBm的发射器输出功率。 该器件还具有三个集成式功率检波器。第一个检波器(LOG_IF)可用于监控中频输入功率。第二个检波器(SLPD_OUT)是一个平方律功率检波器,用于监控进入混频器中的功率。第三个功率检波器(LOG_RF)用于监控输出功率,可用于实现输出功率的精细调整。 应用 点对点通信 卫星通信 无线微波回程系统 另请查...
发表于 02-22 15:33 ? 103次 阅读
HMC8200 800 MHz - 4000 MHz中频发射器

ADF4602 单芯片、多频段3G毫微微蜂窝收发器

和特点 单芯片多频段3G收发器兼容3GPP 25.104第9版WCDMA/HSPA标准 覆盖UMTS频段频段I至VI和VIII至X的本地区域BS级 直接变频发射机和接收机 WCDMA和GSM接收基带滤波器选项 易于使用,校准工作量极小自动Rx直流失调控制简便的增益、频率和模式编程 低电源电流接收电流:50 mA(典型值)发射电流:50 mA至100 mA(随输出功率变化) 6 mm × 6 mm、40引脚LFCSP封装 只需极少的外部器件集成多频段多模式监控无Tx SAW或Rx级间SAW滤波器集成电源管理集成频率合成器,包括PLL环路滤波器集成PA偏置控制DAC/GPO 欲了解更多特性,请参考数据手册 产品详情 ADF4602是一款3G收发器IC,具有无与伦比的集成度和特性集合,非常适合提供蜂窝固定移动融合(FMC)服务的高性能3G毫微微蜂窝。只需少数几个外部器件,便能实现完整的多频段收发器。单个器件支持UMTS频段1至6和8至10。接收机基于直接变频架构,这种架构是高度集成的宽带CDMA (WCDMA)接收机的理想选择,可通过完全集成所有级间滤波来减少物料用量。前端含有三个高性能单端低噪声放大器(LNA),使该器件能支持三频段应用。单端输入结构可简...
发表于 02-22 15:33 ? 132次 阅读
ADF4602 单芯片、多频段3G毫微微蜂窝收发器

HMC7586 71 GHz至76 GHz,E频段I/Q下变频器

和特点 转换增益: 12.5 dB(典型值) 镜像抑制: 28 dBc(典型值) 噪声系数: 5 dB(典型值) 针对1 dB压缩(P1dB)的输入功率: -9 dBm(典型值) 输出三阶交调截点(IP3): -1 dBm(典型值) 输出二阶交调截点(IP2): 20 dBm(典型值) RFIN上6倍本振(LO)泄漏: -40 dBm(典型值) IFOUT上1倍LO泄漏: -50 dBm(典型值) 射频(RF)回波损耗: 5 dB(典型值) LO回损: 20 dB(典型值) 裸片尺寸: 3.599 mm × 2.199 mm × 0.05 mm产品详情 HMC7586是一款集成E频段的砷化镓(GaAs)单芯片微波集成电路(MMIC)同相和正交(I/Q)下变频器芯片,工作频率范围为71 GHz至76 GHz。 HMC7586在整个频段内提供12.5 dB小信号转换增益和28 dBc镜像抑制性能。 该器件采用低噪声放大器,后接由6倍倍频器驱动的图像抑制混频器。 该镜像抑制混频器使得低噪声放大器之后无需使用滤波器。 可针对直接变频应用提供差分I和Q混频器输出。 或者,可利用外部90°混合型器件和两个外部180°混合型器件将输出合并,以实现单边带应用。 所有数据包括IF端口上1 mil金线焊的效应。应用 E频段通信系统 高容量无线回程 测试与测量...
发表于 02-22 15:31 ? 26次 阅读
HMC7586 71 GHz至76 GHz,E频段I/Q下变频器

HMC6301 毫米波接收器,57 GHz - 64 GHz

和特点 频段:57 - 64 GHz RF信号带宽:最高达1.8 GHz 噪声系数:8 dB(典型值) 接收器增益:0 - 70 dB 数字和模拟RF和IF增益控制 可编程基带增益和滤波器带宽 集成频率合成器 集成镜像抑制滤波器 部分外置的环路滤波器 支持外部LO 片内温度传感器 支持256-QAM调制 集成AM和FM检波器 通用模拟I/Q基带接口 三线式串行数字接口 符合RoHS标准的75引脚晶圆级球栅阵列封装 产品详情 HMC6301是一款完整的毫米波接收器集成电路,采用符合RoHS标准的6 mm × 4 mm晶圆级球栅阵列(WLBGA)封装,包括低噪声放大器(LNA)、镜像抑制滤波器、RF至IF下变频器、IF滤波器、I/Q下变频器和频率合成器。该接收器的工作频率范围为57 GHz至64 GHz,双边调制带宽高达1.8 GHz。集成式频率合成器在250 MHz、500 MHz或540 MHz步长下进行调谐,具有出色的相位噪声,支持高达64 QAM的调制。或者,可以注入外部LO,它支持用户可选LO特性或相位相干发射和接收操作以及高达256 QAM的调制。通过通用模拟基带I/Q接口提供对各种调制格式的支持。接收器器件还内置AM和FM检波器以便解调开关键控(OOK)、频移键控(FSK)或最小...
发表于 02-22 15:14 ? 61次 阅读
HMC6301 毫米波接收器,57 GHz - 64 GHz

ADF5904 4通道、24 GHz接收机下变频器

和特点 用于单端接收机(Rx)输入和本振(LO)输入的集成巴伦 Rx通道增益: 22 dB 噪声系数(NF): 10 dB P1dB: ?10 dBm LO输入范围: -8 dBm至+5 dBm Rx至IF隔离: 30 dB RF信号带宽: 250 MHz Rx输出阻抗: 900 Ω差分 LO输入缓冲器: 24 GHz RF和LO S11(50 Ω时): -5 dB 集成模拟输出的温度传感器:±5° 静电放电(ESD)性能 人体模型(HBM):2000 V 充电器件模型(CDM):500 V 通过汽车应用认证 产品详情 ADF5904是一款4通道、24 GHz接收机下变频器。 每个通道包含一个集成片内巴伦的单端RF输入,后接差分低噪声放大器(LNA),以及集成差分输出缓冲器的下变频混频器。 RF LO路径还有片内巴伦。 片内寄存器通过简单的三线式接口进行控制。 ADF5904采用紧凑型32引脚、5 mm × 5 mm LFCSP封装。 应用 汽车雷达 工业雷达 微波(μW)雷达传感器 方框图...
发表于 02-22 15:07 ? 128次 阅读
ADF5904 4通道、24 GHz接收机下变频器

ADMV4420 具有集成小数 N 分频 PLL 和 VCO 的 K 波段下变频器

和特点 RF 前端集成了 RF 巴伦和 LNA双平衡有源混频器,带高动态范围 IF 放大器具有低相位噪声和多核 VCO 的小数 N 频率合成器采用集成 LDO 稳压器的 5 V 电源供电输出 P1dB:7 dBm输出 IP3:16 dBm转换增益:36 dB噪声指数:7 dBRF 输入频率范围:16.95 GHz 至 22.05 GHz内部 LO 频率范围:16.75 GHz 至 21.15 GHzIF 频率范围:900 MHz 至 2500 MHz单端 50 Ω 输入阻抗和 75 Ω IF 输出阻抗可通过 4 线 SPI 编程32 引脚, 5 mm × 5 mm LFCSP 产品详情 ADMV4420 是一款高度集成的双平衡有源混频器,集成了小数 N 分频频率合成器,非常适合下一代 K 波段卫星通信。RF 前端由集成的 RF 巴伦和低噪声放大器(LNA)组成,可实现最佳的 7 dB 单边带噪声指数,同时最大限度地减少外部元件。此外,高动态范围 IF 输出放大器提供 36 dB 的标称转换增益。集成的低相位噪声、小数 N 分频锁相环(PLL),带有多核压控振荡器(VCO)和内部 2 倍乘法器,可为双平衡混频器产生必要的片内 LO 信号,无需外部频率合成。多核 VCO 使用内部自动校准程序,使得 PLL 可选择必要设置,并锁定约 400 μs。...
发表于 02-22 15:07 ? 68次 阅读
ADMV4420 具有集成小数 N 分频 PLL 和 VCO 的 K 波段下变频器

ADF5902 24 GHz、ISM 频段、多频道 FMCW 雷达变送器

和特点 24 GHz 至 24.25 GHz VCO(工业、科学和医疗(ISM)射频频段) 双通道 24 GHz 功率放大器,输出为 8 dBm 单端输出 具有静音功能的双通道多路复用输出 可编程输出功率 LO 输出缓冲区 射频频率范围:24 GHz 至 24.25 GHz 功率控制检波器 辅助 8 位 ADC 高速和低速 FMCW 斜坡生成 25 位固定模数可实现亚赫兹频率分辨率 PFD 频率高达 110 MHz 归一化相位本底噪声为 ?222 dBc/Hz 可编程电荷泵电流 ±5°C 温度传感器 4 线 SPI ESD 性能 HBM:2000 V CDM:250 V 符合汽车应用要求 产品详情 ADF5902 是一款 24 GHz 变送器(Tx)单片微波集成电路(MMIC),具有片内 24 GHz 压控振荡器(VCO)。VCO 具有分数 N 频率合成器,并具有波形生成功能、可编程网格阵列(PGA)和用于雷达系统的双变送器通道。片内 24 GHz VCO 为两个变送器通道和本地振荡器(LO)输出生成 24 GHz 信号。每个变送器通道包含一个功率控制电路。还有一个片内温度传感器。所有片内寄存器的控制都是通过简单的四线串行外设接口(SPI)实现的。ADF5902 采用紧凑式 32 引脚 5 mm × 5 mm LFCSP 封装。应用...
发表于 02-22 15:06 ? 93次 阅读
ADF5902 24 GHz、ISM 频段、多频道 FMCW 雷达变送器

ADF5901 24GHz VCO + PGA + 2通道PA输出

和特点 24 GHz至24.25 GHz压控振荡器(VCO) 具有8 dBm输出的2通道24 GHz功率放大器(PA) 单端输出 具有静音功能的2通道Muxed输出 可编程输出功率 N分频器TX输出(鉴频器) 24GHz LO输出缓冲器 250MHz信号带宽 电源控制检波器 辅助8位ADC ±5°C温度传感器 4线式串行外设接口(SPI) 静电放电(ESD)性能 人体模型(HBM):2000 V 充电器件模型(CDM):250 V 通过汽车应用认证 产品详情 ADF5901是一款24 GHz Tx单片微波集成电路(MMIC),片内集成24 GHz VCO和PGA,并有两个Tx通道,适用于雷达系统。片内24 GHz VCO产生用于2个Tx通道和LO输出的24 GHz信号。每个Tx通道包含一个功率控制电路。还有一个片内温度传感器。所有片内寄存器均通过简单的4线式接口进行控制。ADF5901采用紧凑型32引脚、5 mm × 5 mm LFCSP封装。应用 汽车雷达 工业雷达 微波雷达传感器 工业传感器 精密仪器 油箱液位传感器 智能传感器 开门 节能 商用传感器:对象检测和跟踪 汽车、船舶、飞机和UAV(无人机):防撞 智能运输系统:智能交通监控和控制 监控和安全 方框图...
发表于 02-22 15:05 ? 271次 阅读
ADF5901 24GHz VCO + PGA + 2通道PA输出

HMC6300 60 GHz毫米波发射器,57 GHz - 64 GHz

和特点 频段:57 - 64 GHz RF信号带宽:最高达1.8 GHz 针对1 dB压缩的输出功率:15 dBm 增益:5 - 35 dB 数字和模拟RF和IF增益控制 集成频率合成器 集成镜像抑制滤波器 部分外置的环路滤波器 支持外部LO 片内温度传感器 支持256-QAM调制 集成MSK调制器 通用模拟I/Q基带接口 三线式串行数字接口 符合RoHS标准的65引脚晶圆级球栅阵列封装 产品详情 HMC6300BG46是一款完整的毫米波发射器集成电路,采用符合RoHS标准的6 mm x 4 mm晶圆级球栅阵列(WLBGA)封装,工作频率范围为57 GHz至64 GHz,调制带宽高达1.8 GHz。集成式频率合成器在250、500或540 MHz步长下进行调谐,具有出色的相位噪声,支持高达64-QAM的调制。或者,可以注入外部LO,它支持用户可选LO特性或相位相干发射和接收操作以及高达256-QAM的调制。通过通用模拟基带IQ接口提供对各种调制格式的支持。发射器芯片还支持专用FSK、MSK、OOK调制格式,从而实现更低成本和功耗的串行数据链路,而无需使用高速数据转换器。差分输出向100 Ω负载提供高达15 dBm的线性输出功率。同时支持单端操作,最高12 dBm。与HMC6301BG46一起,完整的60 G...
发表于 02-22 12:05 ? 131次 阅读
HMC6300 60 GHz毫米波发射器,57 GHz - 64 GHz
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