华为：毫米波5G系统的工程天线阵列

精彩报告

5G标准制定（3GPP）及商用路线图：

（1）2017年~2018年6月：3GPP R15---①第1.1阶段（非独立组网5G NR）；②第1.2阶段（独立组网5G NR）。

（2）2018年6月~2019年12月：3GPP R15---全5G NR。

（3）2018年，华为参与韩国运营商在平昌冬奥会期间的早期5G商用。

（4）2020年起，5G开启全球商用之路。

5G“革命”之路：5G在网络架构、空口、频谱资源、时延、峰值数据传输速率、IoT（物联网）支撑、关键技术方面，与4G、4.5G的对比：

5G的使能技术---C波段（3.5 GHz频段）Massive MIMO、Ka波段（毫米波）Massive MIMO能以可接受的技术实现复杂度来提升5G的系统容量。

3.5 GHz频段Massive MIMO天线阵列的尺寸可做到40cm×90cm，重量40 kg，64T64R，3.5 GHz频段100 MHz、1.8 GHz频段20 MHz，超过16层的多用户波束赋型。

毫米波Massive MIMO天线阵列的尺寸可做到12cm×10cm，28 GHz频段400 MHz、40 GHz频段800 MHz，结合波束赋型技术来提高5G的系统容量。

此外，采取云原生架构进行端到端的5G网络切片。

5G应用场景：AR（增强现实）/VR（虚拟现实）、WTTx（无线家庭宽带）

5G的频谱问题：

（1）eMBB场景（超快数据层）---高于6 GHz频段，N×100 MHz指配。

（2）eMBB场景、URLLC场景（覆盖及容量层）---2100 MHz、2300 MHz、2600 MHz、3x00-4x00 MHz频段，最大100 MHz指配（可能的情况下，指配连续频谱）。

（3）广域覆盖场景、深室覆盖场景、mMTC场景（覆盖层）：低于700 MHz、700 MHz、800 MHz、900 MHz、1400 MHz、1800 MHz频段，最大20 MHz指配（成对或者非成对频谱）。

5G需要低于6GHz的频谱，也需要高于6GHz的频谱，以应用于不同场景：

（1）低于6GHz的5G频谱

①5G覆盖广，可实现5G业务的低成本分发。

②与当前移动通信的用频相比，可用带宽将会很大（数百MHz），从而既提供覆盖也提供容量。

③在低于6GHz的频段，需给5G分配一些新的频谱资源。

（2）高于6GHz的5G频谱

①面向那些需要极高数据率的应用。

②信道带宽更大，比如每个移动通信运营商1GHz，覆盖半径可达100多米。

③由于高频段的传播特性是距离短，所以可进行更高程度的频谱资源复用，也可促进与现有无线电业务的共享使用。

5G的补充频段--高于6GHz的频段。Group 30、Group 40、Group 50、Group 80将在WRC-19大会上讨论给5G使用。

5G：高频段非独立组网+低频段独立组网。下图中，小基站使用毫米波自回程（接入回程一体化）。

高频段5G的传播损耗及链路预算（详见下图）。

其中，左图为各频段（6GHz-42GHz）5G信号在O2I（室外到室内）下的穿透损耗。

从左图可看出：

①无论是普通住房式的建筑（采用标准玻璃），还是商用办公式建筑（采用IRR玻璃），其对高频段（6GHz-42GHz）的5G信号的穿透损耗情况都是---频率越高、穿透损耗越大。

②采用IRR玻璃的商用办公建筑对于高频段（6GHz-42GHz）的5G信号的穿透损耗，明显要远高于（一倍多）采用标准/普通玻璃的普通住宅式用房。

此外，右图为26GHz频段、32GHz频段、40GHz频段的链路预算性能（以1Gbps下行数据率为前提）。系统预算为150dB。

毫米波5G信号功率的自由空间路损：

相位天线阵列的概念：

模拟波束赋型、数字波束赋型：

模拟/数字混合型波束赋型：

混合型预编码器：

全数字阵列中的ADC（模数转换器）：

低分辨率ADC（模数转换器）：

毫米波5G信道：

毫米波5G Massive MIMO：

BTS技术趋势：