La bande de fréquences du réseau mondial 5g est principalement divisée en bande de fréquences inférieures à 6 GHz et en bande de fréquences d'ondes millimétriques. Le réseau à ondes millimétriques 5G et le réseau inférieur à 6 GHz ne sont pas la relation opposée de « un seul des deux peut choisir », mais la relation complémentaire de « le poisson et la patte d'ours peuvent obtenir les deux ». Les pays choisissent la voie technique à emprunter en premier, qui est davantage basée sur leurs propres conditions nationales. Une fois que la construction du réseau 5g sous-6 GHz est arrivée à maturité en Chine, la construction d'un réseau à ondes millimétriques 5g a également été mise à l'ordre du jour.

En mars 2020, le ministère de l'Industrie et des Technologies de l'information a publié un « avis sur la promotion du développement accéléré de la 5g », qui mentionnait clairement que « publier en temps opportun la planification de l'utilisation des fréquences de certaines bandes d'ondes millimétriques de 5 g, organiser et réaliser des équipements d'ondes millimétriques et tests de performances et réserve pour l'utilisation commerciale de la technologie des ondes millimétriques de 5 g". Le 30 avril 2021, le ministère de l'Industrie et de l'Informatique a publié pour commentaires le projet de plan d'action « voile » de l'application 5g (2021-2023) (ci-après dénommé le « projet »), qui propose que d'ici 2023, le Le taux de pénétration des utilisateurs individuels de la 5G en Chine dépassera 40 % et le nombre d'utilisateurs dépassera 560 millions. Dans le même temps, le projet proposait de « publier en temps opportun la planification de la fréquence des ondes millimétriques de 5 g, d'explorer la licence d'utilisation de la fréquence des ondes millimétriques de 5 g et de mettre en œuvre le système d'appel d'offres ». Cela signifie également qu'après le lancement complet du réseau 5g sous-6 GHz en Chine, la construction d'ondes millimétriques 5g en Chine est sur le point de démarrer. En outre, Tian Yulong, ingénieur en chef du Ministère de l'industrie et des technologies de l'information, lorsqu'il a parlé de la promotion du développement de haute qualité de l'industrie de l'information et de la communication lors de la conférence de presse du bureau d'information de l'État en mars, a souligné que « nous allons ordonner promouvoir la construction du réseau 5g et accélérer le déploiement de la 6G".

Les ondes millimétriques 5g et sub-6ghz sont complémentaires

L'onde millimétrique fait référence à une onde électromagnétique avec une longueur d'onde de 1 mm à 10 mm et une fréquence de 30 GHz à 300 GHz. Dans le domaine des communications mobiles, l'onde électromagnétique de 24 GHz à 100 GHz est généralement appelée onde millimétrique.

En 2019, la Conférence mondiale des radiocommunications (CMR-19) de l'Union internationale des télécommunications (UIT) a déterminé que la bande d'ondes millimétriques comprise entre 24 GHz et 86 GHz sera utilisée pour les communications mobiles internationales (IMT), dont 24.25-27.5 GHz, 37 Les bandes -43.5 GHz et 66-71 GHz sont des bandes IMT avec intégration globale.

Par rapport au système 5g de moins de 6 GHz (bande de fréquence inférieure à 6 GHz), la communication par ondes millimétriques 5g a une large bande passante de 24 GHz à 100 GHz, ce qui lui confère des avantages uniques tels qu'un débit plus élevé, un délai plus faible et une configuration d'interface aérienne élastique flexible, et peut répondre efficacement aux exigences de la future communication sans fil en termes de capacité du système, de taux de transmission et d'applications différenciées.

Par exemple, en termes de taux de transmission, la dernière analyse d'Okla basée sur un grand nombre de données mesurées à partir de son application Speedtest montre que la bande d'ondes millimétriques de 5 g peut atteindre 16 fois celle de la bande inférieure à 6 GHz.

Deuxièmement, la 5g utilise deux dimensions de sous-porteuse et de créneau horaire pour transmettre des données ensemble. L'onde millimétrique présente les caractéristiques d'une bande passante élevée, d'un grand intervalle de sous-porteuse et d'un petit intervalle de temps correspondant, ce qui fait également que le retard de l'onde millimétrique de 5 g n'est que d'environ 25 % de la bande inférieure à 6 GHz ; De même, étant donné que les ondes millimétriques ont une plus grande bande passante disponible et un taux de transmission plus élevé, elles peuvent également fournir une plus grande capacité pour répondre à une gamme plus large d'accès aux terminaux.

De plus, le débit de liaison descendante plus élevé d'onde millimétrique de 5 g peut prendre en charge une réutilisation spatiale intensive tout en réduisant les interférences, et peut mieux résoudre le problème de congestion d'un grand nombre d'utilisateurs accédant à Internet dans la même zone en même temps. Il est particulièrement adapté aux applications dans des scènes densément peuplées telles que les gares, les aéroports et les stades.

Dans les domaines d'application industriels pertinents, tels que la diffusion vidéo en direct ultra haute définition, la surveillance de la sécurité, la télémédecine et certaines applications industrielles, qui ont des exigences élevées en matière de taux de téléchargement et de faible retard, les caractéristiques de la grande liaison montante à ondes millimétriques de 5 g et du retard plus faible peuvent mieux répondre. ces exigences.

En particulier, le réseau à ondes millimétriques 5g peut réaliser un retour automatique sans connexion entre le réseau de fibres optiques et le réseau central. Le réseau 5g basé sur une bande inférieure à 6 GHz dépend toujours du schéma de retour de fibre optique traditionnel, c'est-à-dire que chaque station de base 5g et le réseau central doivent être connectés via une fibre optique, ce qui augmente également le coût de déploiement. La technologie IAB (accès et liaison intégrés) à ondes millimétriques de 5 g peut prendre en charge les stations de base à ondes millimétriques de 5 g pour utiliser d'autres stations de base à ondes millimétriques de 5 g comme nœuds de relais et enfin transmettre au réseau central sous la forme d'une transmission sans fil via une fonction multi-sauts, qui permettra économisez considérablement le coût de déploiement. Cela permet également aux stations de base à ondes millimétriques de 5 g de prendre en charge un déploiement intensif plus rentable.

En outre, la technologie des ondes millimétriques peut également être appliquée à l’Internet des véhicules 5g (v2x) pour fournir des services de positionnement dépassant de loin la précision du GPS et du LTE (la précision peut atteindre un niveau inférieur au mètre).

Ma Hongbing, directeur général du département d'innovation scientifique et technologique de China Unicom, a présenté : « en combinant les ondes millimétriques 5 g avec la technologie MEC et IA, les ondes millimétriques peuvent fournir des services de réseau privé personnalisés pour les clients cibles et peuvent être largement utilisées dans les usines intelligentes, intelligentes. Parc, quai intelligent et autres scénarios.

Bien que l'onde millimétrique présente plus d'avantages en termes de vitesse et de délai que la bande inférieure à 6 GHz, elle a également ses limites, telles qu'une atténuation facile du signal, une mauvaise pénétration et un blocage facile ; Bien qu'il existe des technologies de formation de faisceaux, de suivi de faisceau et d'autres technologies qui peuvent bien résoudre ces problèmes. Cependant, la bande inférieure à 6 GHz présente encore de plus grands avantages en termes de couverture et de coût de déploiement.

En un mot, le déploiement du réseau à ondes millimétriques 5g et du réseau sub-6ghz n'est pas une relation compétitive et alternative, mais une relation complémentaire. Utilisez des fréquences inférieures à 6 GHz pour réaliser une couverture large de 5 g et utilisez un système à ondes millimétriques pour réaliser une couverture de lieux intérieurs (événements sportifs, concerts, grandes conférences), de centres de transport (stations de métro, gares ferroviaires à grande vitesse) et de zones de bureaux, ainsi qu'en extérieur. couverture des points chauds, accès haut débit sans fil, etc. Le déploiement coordonné des ondes millimétriques et inférieures à 6 GHz peut réaliser la combinaison organique d'une grande capacité et d'une large couverture.

Les préparatifs préliminaires pour le déploiement des ondes millimétriques de 5 g en Chine ont déjà commencé et progressent sans problème.

Si le réseau inférieur à 6 GHz résout le problème de la couverture 5G, le réseau à ondes millimétriques 5G peut exploiter pleinement les avantages de la 5G pour libérer une plus grande valeur.

Meng Pu, président de Qualcomm Chine, a également déclaré : « Pour atteindre l'objectif de conception initial de la 5g, nous devons utiliser toutes les ressources du spectre. La bande de fréquences basses et moyennes inférieures à 6 GHz peut atteindre l'équilibre entre couverture, capacité et performances. tandis que l'onde millimétrique haute fréquence au-dessus de 24 GHz peut prendre en charge les performances et la capacité ultimes de 5 g, apporter l'expérience de connexion sans fil de nouvelle génération à de nombreuses scènes et industries, et apporter un retard ultra fiable et faible aux domaines verticaux tels que l'Internet industriel et les communications mobiles. "

Selon le livre blanc sur la technologie des ondes millimétriques de 5 g publié par la GSMA en septembre dernier, les ondes millimétriques de 5 g contribueront à 565 milliards de dollars américains au PIB mondial d'ici 2035. Parmi eux, avant 2034, les avantages économiques directs de l'utilisation de la bande d'ondes millimétriques de 5 g en Chine atteindra environ 104 milliards de dollars américains.

À l'heure actuelle, le déploiement d'ondes millimétriques de 5 g a été réalisé aux États-Unis, au Japon, en Europe et en Asie du Sud-Est. Selon les données publiées par la GSA en mars de cette année, plus de 150 opérateurs dans le monde investissent dans la technologie à ondes millimétriques 5 g.

Selon le plan de test des ondes millimétriques de 5 g du groupe de promotion imt-2020 (5g) de Chine, les tests des ondes millimétriques ont commencé en 2019 pour vérifier les technologies clés et les caractéristiques du système des ondes millimétriques de 5 g ; À partir de 2020, vérifier davantage le fonctionnement, les performances et l'interopérabilité des stations de base et des terminaux à ondes millimétriques, et effectuer une vérification des réseaux collaboratifs haute et basse fréquence ; Dans le même temps, l'équipe chinoise de promotion d'imt-2020 (5g) a également effectué en temps voulu une vérification de scénario typique.

En octobre 2019, dans le cadre de l'organisation du groupe de promotion imt-2020 (5g), ZTE et Qualcomm ont réalisé le premier test d'interopérabilité des ondes millimétriques (iodt) 5g en Chine basé sur les téléphones intelligents. Deux mois après la définition de la nouvelle méthode de test MIMO OTA à ondes millimétriques dans la version 3GPP rel-16 sortie début juillet 2020, fin septembre, sous l'organisation du groupe de promotion imt-2020 (5g), Qualcomm a pris les devants en complétant le test de performance des ondes millimétriques basé sur la méthode de test 3GPP rel-16 MIMO OTA dans le laboratoire MTNet de l'Académie des communications et des communications. Jusqu'à présent, Qualcomm est devenu le premier fabricant de puces en Chine à participer et à réussir les dix tests RF à ondes millimétriques de 26 GHz et 5 g.

Alors que les tests d'ondes millimétriques progressent de manière ordonnée, les caractéristiques des produits à puce sont également continuellement optimisées pour les besoins de déploiement d'ondes millimétriques de la Chine. Le 19 mai 2021, Qualcomm a annoncé le lancement de caractéristiques et de fonctions de mise à niveau spécifiquement pour son premier modem et système RF 10 Gbit/s 5g au monde, Xiaolong X65, lancé en février : prenant en charge la bande passante à ondes millimétriques de 200 MHz et le mode SA à ondes millimétriques, afin de répondre aux exigences clés pour le déploiement d’un réseau à ondes millimétriques en Chine.

Compte tenu du scénario d'application industrielle des ondes millimétriques, les fabricants en amont et en aval de l'industrie chinoise des ondes millimétriques font des efforts. Le 21 mai 2021, sous la direction technique du groupe de promotion imt-2020 (5g) et des réseaux China Unicom, ZTE, China Unicom, Qualcomm et TVU, ont réalisé avec succès la première démonstration commerciale de retour vidéo 5K à ondes millimétriques 8g au monde basée sur une grande trame de liaison montante. structure dans la bande 26 GHz (n258) en environnement de laboratoire.

Dans cette démonstration, ZTE a fourni une station de base à ondes millimétriques 5g et le routeur d'agrégation multi-réseaux 5g des réseaux TVU a réalisé un retour stable du contenu vidéo 8K collecté en temps réel via une liaison montante à ondes millimétriques 5g via une connexion à ondes millimétriques 5g fournie par un terminal de test CPE équipé d'un modem Qualcomm Snapdragon x55 5g, d'un système RF et d'ondes millimétriques Qualcomm qtm527 antenne module, Enfin, il est reçu avec succès à l'extrémité de réception pour la lecture.

Selon le plan de test des ondes millimétriques 5g du groupe de promotion imt-2020 (5g), la structure de grande trame de liaison montante à ondes millimétriques sera promue en 2021 pour prendre en charge des scénarios d'application différenciés. La transmission en temps réel de vidéo UHD, en particulier de vidéo 8K, impose des exigences très élevées en matière de bande passante de liaison montante du réseau mobile. La structure de trame dsuuu utilisée dans cette démonstration multiplie par trois le débit de pointe de la liaison montante de la technologie à ondes millimétriques existante en allouant davantage d'intervalles de temps pour la liaison montante. La démonstration vérifie la capacité de super liaison montante de l'onde millimétrique 5g, ce qui est d'une grande importance pour répondre aux exigences de large bande passante de liaison montante de nombreuses applications industrielles 5g à l'avenir.

Il convient de mentionner que lors de l'exposition MWC Shanghai en 2021, la zone d'exposition des ondes millimétriques 5g hébergée par China Unicom et GSMA et soutenue par Qualcomm a présenté de manière exhaustive les applications et les terminaux à ondes millimétriques 5g pris en charge par 39 entreprises leaders du secteur, y compris la 5g multi-fournisseurs. modules de couverture de terminaux à ondes millimétriques, téléphones mobiles, appareils CPE, PC, AR (réalité augmentée) et XR (réalité étendue), sacs à dos en direct, robots et autres catégories riches.

Parmi eux, les scénarios d'application diversifiés pris en charge par les ondes millimétriques 5g comprennent : l'expérience compétitive des athlètes, le champ de neige intelligent à réalité mixte 5g, la transmission vidéo 8K, le service d'événements à vue complète 5g et la diffusion en direct d'événements à vue gratuite, l'expérience panoramique à ondes millimétriques 5g, etc. sur le système de diffusion en direct multi-angle 5g d'ondes millimétriques, le champ extérieur du centre international de ski de fond de Zhangjiakou est directement photographié. L'UAV, la caméra frontale et la caméra professionnelle communiquent avec la station de base via un réseau sans fil et renvoient en temps réel et sous plusieurs angles la posture héroïque des athlètes sur le terrain du centre national de ski de fond, afin de réaliser une diffusion en direct sous plusieurs angles. du terrain, offre une expérience visuelle diversifiée aux spectateurs réels. À l'heure actuelle, China Unicom est le seul partenaire officiel de services de communication pour les Jeux olympiques d'hiver de Pékin 2022. La maturité des terminaux et des applications liés aux ondes millimétriques 5g contribuera à fournir de meilleurs services 5g en utilisant la technologie des ondes millimétriques lors des Jeux olympiques d'hiver de Pékin en 2022.

La technologie des ondes millimétriques 5g est encore en évolution, ou constitue une partie importante de la 6G

À l'heure actuelle, la technologie des ondes millimétriques est encore en évolution. Par exemple, la technologie d'accès et de retour intégrés (IAB) mentionnée précédemment ; Il existe également une technologie de positionnement à large bande qui peut prendre en charge un positionnement précis du terminal ; Prise en charge du spectre étalé : prise en charge de la bande de fréquences supérieure à 52.6 GHz et du spectre sans licence pour l'assistance aux licences et le fonctionnement indépendant ; Gestion améliorée du faisceau : amélioration du délai, de la robustesse et des performances grâce à l'optimisation complète du faisceau et au multi-faisceaux antenne Prise en charge du faisceau de panneaux ; Optimisation de la double connexion : réduit le délai d'accès initial du terminal et améliore la couverture lors de la connexion de plusieurs nœuds ; Caractéristiques d'économie d'énergie : améliore la consommation d'énergie en maximisant la période de veille du terminal et prend en charge un retour de liaison plus rapide.

L'évolution continue des technologies liées aux ondes millimétriques 5g apportera de nouvelles opportunités en termes de fonction, d'efficacité, de spectre et de déploiement. En outre, la technologie à ondes millimétriques 5g devrait également devenir un élément important de la technologie 6G de prochaine génération.

Selon le livre blanc 6G « Expérience d'hyper connectivité de nouvelle génération » publié par Samsung l'année dernière, le débit maximal de la 6G atteindra 1000 100 Gbit/s et le délai sera aussi faible que 2028 US. Il est possible d'achever et de commercialiser dès 2030, tandis qu'une commercialisation à grande échelle pourrait être réalisée vers XNUMX. Pour ces indicateurs clés et nœuds temporels, les points de vue des autres fabricants de communications sont fondamentalement les mêmes.

Samsung a également proposé des technologies candidates qui pourraient être utilisées dans la norme 6G, telles que la bande térahertz THz, nouvelle antenne technologie pour améliorer la couverture du signal haute fréquence, technologie duplex avancée, développement de la topologie du réseau et partage du spectre pour améliorer l'utilisation du réseau et l'application de l'IA.

L'interprétation simultanée de la 6G, l'IA illimitée, révèle que la technologie de base de la 6G sera diversifiée, la communication térahertz, la communication par lumière visible, le décodage de modulation avancé et la transmission collaborative par satellite terrestre deviendront la technologie de base de la 6G.

Qualcomm a mis l'accent sur l'innovation des technologies connexes, telles que la conception basée sur les données AI/ml, le duplex intégral, l'onde millimétrique de bande de fréquence supérieure, le positionnement amélioré, la bande de fréquence térahertz, l'interface intelligente, le réseau vert, la détection RF, la nouvelle topologie, le découplage extrême, recherche de structure de réseau neuronal cloud, communication ultra sécurisée, nouveau paradigme de partage, etc.

On constate que de nombreux fabricants pensent que la technologie de communication térahertz sera l'une des technologies clés de la communication 6G. La bande de fréquences térahertz fait généralement référence à la bande de fréquences de 300 GHz à 10000 300 GHz, et l'onde électromagnétique autour de XNUMX GHz peut également être considérée comme l'onde millimétrique d'une bande de fréquences plus élevée. Ce n'est qu'en maîtrisant la technologie de communication par ondes millimétriques que nous pourrons avoir l'opportunité de faire une percée dans la technologie de communication térahertz.

Mi-2020, Yang Tao, vice-président du département des opérateurs chinois de [敏感词], a également révélé publiquement que [敏感词] avait participé aux travaux de pré-recherche liés à la 6G. La 6G pré-recherchée est principalement en bande millimétrique et est au stade de l'exploration de scène et de la recherche technologique.

Il convient de mentionner qu'à la fin de 2019, le laboratoire de technologie des équipements du groupe japonais NTT a développé une puce ultra-rapide 6G composée d'un semi-conducteur composé de phosphure d'indium (INP) et a mené une expérience de transmission sans fil à grande vitesse dans la bande de 300 GHz. Lorsque la modulation 16QAM est adoptée, le taux de transmission sans fil peut atteindre 100 Gbit/s. Si la combinaison de technologies de multiplexage spatial telles que MIMO et OAM est utilisée, elle devrait permettre une transmission sans fil de haute capacité de plus de 400 gpbs, ce qui est proche des exigences de débit de pointe de la 6G.

En outre, afin de réaliser le réseau intégré de communication à haut débit de l'air, de la terre et de la mer, la bande d'ondes millimétriques sera également le premier choix pour les liaisons inter-satellites, les liaisons utilisateur couvertes par les satellites et les liaisons d'alimentation des satellites vers les stations au sol. .

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