如何对抗毫米波频段的路径损耗和穿透损耗?

华为的毫米波信号传输系统发明专利，其第一装置用于传输第一中频信号，第二装置对中频信号进行上变频处理，得到毫米波信号并进行发射，配合基带的信号处理可实现完整的毫米波通信过程。

随着5G基站的大规模建立与组网，各个设备商在sub-6G和毫米波通信的研发上也在暗暗较劲，希望能在未来物联网和通信领域占据更大市场。在2019年的华为开发者大会上，华为展示了其5G终端，在毫米波频段与基站成功通信并在线播放4K高清视频。

为满足新业务场景的网络需求、以及增强移动带宽（eMBB）用户设备的超高速率需求，5G通信在物理层上包括了更为丰富的毫米波频段（30GHz～300GHz）资源，主要集中在28GHz、39GHz、60GHz和73GHz等。而另一方面，由于毫米波频段的频率较高，与低频率的无线传输特性相比，其穿透能力比较弱，降低了基站的覆盖范围。

为对抗毫米波频段的路径损耗和穿透损耗，除了在基带上考虑使用波束成形增强信号指向性之外，华为在2018年6月30日提出了一项名为“毫米波信号的传输系统和传输装置”的发明专利（申请号：201810703447.3），提出了射频端的一种毫米波信号传输系统和传输装置，申请人为上海华为技术有限公司。

图1 毫米波室内外通信场景图

毫米波通信的室内室外场景如图1所示，室内场景包含两个装置，第一装置是包含DAS（分布式天线）的室内传输网络，第二装置为变频设备，当室外场景时，需要室外基站和传输装置，如中继。室外基站用于接收核心网侧发送的数据，而传输装置则实现信号的上下变频。在下行链路中，传输装置接收来自的基站毫米波信号，并下变频为中频信号，将其发射在自身覆盖的区域，进而使得UE进行接收。而在上行链路中，传输装置接收来自UE中频信号，并上变频毫米波信号，发送至服务基站。

图2 室内场景下的毫米波信号传输系统

参考图2，室内场景下，系统的第一装置除了可为室内传输网络外，还可以是整合了直放站和DAS二者功能的设备，其中直放站可用于接收第二毫米波信号，并进行下变频处理得到第一中频信号，可部署于室内或室外。而如前所述，第二装置用于实现毫米波和中频信号的相互转换，以下变频为例，将毫米波信号与预设的中频信号，进行混频处理，得到第一中频信号，其中预设的中频信号频率低于第一中频信号的频率。

图3 室内场景下的另一种毫米波信号传输系统

参考图3，当处于室内场景下进行毫米波通信时，该发明提出还可以在室外增加第三装置，如室内基站、室外基站、RRU和BBU中等。当第三装置接收到核心网的数据发往UE时，需要将数据调制在第二毫米波信号，并发送至直放站，直放站接收到第二毫米波信号进行下变频处理，得到第一中频信号。对于毫米波的产生过程，需要对预设的基带信号进行倍频处理，并与预设的第一高频信号进行混频处理，进而得到毫米波信号。

简而言之，华为的这一发明专利提供了一种毫米波信号的传输系统，其第一装置用于传输第一中频信号，第二装置对中频信号进行上变频处理，得到毫米波信号并进行发射，配合基带的数字信号处理实现完整的毫米波信号通信。

低频的频谱资源终归是有限的，而具有更大带宽的毫米波应用潜力巨大，其通信网络具有更大的容量，更低的时延，在未来的远程医疗、工业精密控制领域都具有非常广阔的应用，相信在不久的未来，5G能够真正的应用于我们生活的方方面面。

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