5G毫米波很弱,訊號連一張紙都能阻擋?高通美國總部「魔鬼實測」揭秘

2019.09.26 by
唐子晴
唐子晴/攝影
毫米波真的那麼脆弱嗎?在手機上到底能不能運作?高通美國總部直擊揭秘!

今年,5G終於從遠在天邊的一朵雲開始化為現實,一步步走進消費者的生活。

「到了2020年,5G會有什麼不一樣?」高通資深副總裁暨4G/5G業務總經理杜爾加·馬拉蒂(Durga Malladi)在高通位於聖地牙哥的總部辦公室講台上,拋出這一個所有人都好奇的問題。

但馬拉蒂問題一出,就迫不及待地自己給出了答案:mmWave(毫米波)。(提前發表!聯發科5G單晶片「大翻盤」年底量產,斥資上億研發基地曝光

即便這項能5G關鍵技術,目前仍舊困難重重,但卻是馬拉蒂認為5G明年的重要走向,也是高通在5G時代的新機會。

mmWave為何重要?美國、中國作法差很大

若先「溫習」一下,目前5G頻段可分為6GHz以下的「Sub-6」,以及高頻段「mmWave」兩種類型。前者和4G的傳播方式類似,因為波束長、距離較遠,用較少的基站即可大範圍地覆蓋,是5G起步之際主流布建頻段。

但有了「廣」還遠遠不夠,得要夠「快」才能真正驗出5G價值。

mmWave的高頻段可以增強行動寬頻,讓上網速度更快,但mmWave一來波束距離短、遠不如Sub-6,再者訊號波相當敏感脆弱,很容易被外界的事物阻擋,因此得靠布建更多基站來解決。

複雜的技術問題及高昂造價,讓mmWave在今年幾乎連「曇花一現」都談不上。

在工作坊現場,高通秀出全球布建5G概況圖,目前除了美國、義大利已經開始推出mmWave 5G網路,日本、俄國也計劃推出,但其它國家均未涉獵。
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綜觀美國和中國,皆為全球最大的「5G前段班」市場,走的卻是截然不同的路線。中國已確定主力衝刺Sub-6,先把mmWave拋在腦後;而美國則是要大力發展mmWave,跟Sub-6併行結合使用。

「在6GHz以下的頻段現在還是不夠用,需要mmWave才能做更好地覆蓋,」無論是低頻頻譜資源稀缺,還是單單Sub-6根本無法實現5G的能力,馬拉蒂道出高通「押寶」mmWave的原因,高通也藉此機會,在總部大方地揭開mmWave的「神秘面紗」。

三星S10連接Verizon mmWave 5G網路,速率超過1Gbps

在美國,AT&T、Verizon兩大電信商已經標得mmWave之頻譜,並開始陸續商用,但僅僅在紐約、洛杉磯、芝加哥等幾個城市小範圍推出,只能算是全美5G版圖中的麟毛一角,能接觸到的人仍非常少。

「消費者在沒有真正看到這項技術時,多少都會感到懷疑,」現場工作人說道。

高通這次乾脆在自己的辦公大樓內,實際架設一台Verizon的mmWave 5G小基站,實際測試mmWave是否真的如傳言中,這麼容易「GG」?

在高通總部的大樓內,一進門就看到一、二樓交接處架有Verizon 5G mmWave小基站。
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Samsung S10 5G支援mmWave和Sub-6雙頻段,現場工作人員把其當作測試機,連結mmWave網路測試速度。
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mmWave 5G networks really works on Samsung S10 @Qualcomm's San Diego headquarters!
可以看到,mmWave下行速率超過1Gbps,比4G快了好幾倍、表現驚人,但上行速率卻和4G差不多,不過這是5G網路目前一貫的通病。
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高通這下證明了,在鋼筋水泥林立、佈滿各種裝置的室內辦公室,mmWave可以正常和5G手機連結運行,並沒有所謂「一張紙就能阻擋訊號波束」的問題,像是這樣的展示,在世界行動通訊大會MWC會場、北京地鐵站都更大規模地實地測試過。

「我們注意到有幾個阻擋mmWave波束的主要因素,其中一個是金屬,反射也是一大問題。」現場工作人員表示,高通已經找到mmWave的「大BOSS關卡」,揪出這些問題並想辦法避免,或許是高通讓mmWave能正常運行的原因。

三天線模組瘋狂交叉運作,mmWave躲得過魔鬼測試嗎?

室內環境相對單純,但若把mmWave 5G網路拉到室外,不確定因素就更多了。

「當你手上握著電話,外界總說你需要和mmWave的基站形成一條直線才能順利連結,但事實上在複雜的環境下,你自己也有可能成為阻擋物,反射訊號波束,」現場工作人員解釋道。

在戶外展示現場,高通架設了一台內部搭載256個天線的mmWave 5G小基站,以及一台毫米波原型手機,再更進一步仔細剖析,mmWave究竟是如何運作的?

在mmWave小基站內就搭載了256個天線,官方表示以小基站圓心、半徑40公尺內都還能收到訊號。
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這台毫米波原型機和所有的5G手機一樣,在左右兩側及上方,各設置了一個天線模組,而一次只有一邊能接收訊號,三側會交互輪替。
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以mmWave特型來說,基地台發射出的電磁波束很窄,在現場大致可以分為15個不同方位的波束、每一個覆蓋範圍都不一樣。而原型機每一次要接受訊號前都會向基地台發出請求,而基地台會在15個不同方位的波束中,找到一條「方位最佳」的波束與手機連結,有可能是左側、也有可能是上側。

mmWave 5G network's "Super Difficult Test" !!! @Qualcomm's San Diego headquarters

在影片中,多人對mmWave進行了一場「魔鬼測試」,即測試機被團團包圍,每一側的天線都被人手刻意擋住,但原型機和訊號波束之間,總能找到一連結的方式,只是當遮擋得越多、網路速率就越慢。

「這的確是事實,但mmWave總體速度很快,你就算阻擋了90%的速度,速率還是會達到近100Mbps。」

mmWave在訊號接收上,已經過了「最基本」的一關,但要克服mmWave抹滅不了的短板,「覆蓋率」還是最重要的一關,在未來mmWave日益成熟、小基站布建需求與日俱增的情況下,高通踏入得越早、賭注下得越快,未來便越有機會拿下mmWave相關訂單。

責任編輯:王郁倫

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