正文
1.1.4 灵活帧结构
5G-A时代的安防监控、3D质检等行业对大带宽上行的需求日益增长，需要更灵活的资源配置和协同融合的弹性网络。中国联通在2019年提出毫米波的灵活帧结构，如图1所示，包括DDDSU、DSUUU、DDSUU 3种帧结构。可根据公、专网不同时间、区域的差异化的业务需求灵活调整帧结构。半静态帧结构调整方式需要基站重启后终端采用新型帧结构重新接入，具有3～5 min的切换时延。动态调整方式基于下行链路控制信息（DCI）动态调度调整帧结构，实际测试时延低于1 min，对端网技术实现及干扰协调要求高。
1.1.5 大规模天线和波束赋形
大规模天线技术（Massive MIMO）通过形成窄波束来增强覆盖，而波束赋形技术通过降低干扰提升信噪比。全数字波束赋形能提升系统性能，但会增加射频链路数量，导致功耗和成本上升；模拟波束赋形成本较低，但性能和空间分集效果有限。因此，毫米波系统普遍采用混合波束赋形架构，如图2所示，在波束赋形性能、硬件电路/芯片成本和系统功耗等方面达到综合性能最优。在混合波束赋形架构下，端网侧需维护用于上下行传输的波束对，并进行波束管理。波束管理包括扫描、测量、上报、指示和恢复等步骤，其中波束失败与恢复的过程如图3所示。在IMT-2020测试中，1 000+天线阵子的毫米波基站其等效全向辐射
功率（EIRP）较512阵子基站的EIRP提升约3 dB。毫米波波束赋形后的SSB宽波束数量为16～32个，窄波束最高可达100多个。终端在不同移动速率下波束切换均能保持吞吐量稳定，从而验证了毫米波波束管理技术的成熟度。
1.1.6 高精度感知
毫米波大带宽通感技术相比Sub 6 GHz更有助于识别小型物体和精准定位人及物体的路径轨迹。如式（1）所示，距离分辨率R
res
与感知带宽B
sw
成反比关系，其中c为光速。
表1所示为角度分辨率与感知带宽的关系，3.5 GHz频段100 MHz带宽的理论感知距离分辨率为1.5 m，毫米波800 MHz带宽的理论感知距离分辨率为0.19 m，精度达分米级。
其中D为天线阵列孔径，λ为波长，3.5 GHz的波长为0.086 m，26 GHz的波长约为0.01 m。由式（2）可知，频段越低波长越大，要达到相同的角度分辨率，对应的天线尺寸越大，因此相同口径面下，26 GHz毫米波角度分辨率约为3.5 GHz角度分辨率的8.6倍。
借助毫米波高精度感知及大带宽能力，可满足无人机监管、车路协同、灾害预警、医疗康养的感知及通信需求。在实际测试中，基于毫米波频段的通感测试可达到分米级感知精度。
尽管毫米波技术具有显著优势，但由于其高频率的特性，其也存在一些覆盖受限及高穿透损耗等方面的挑战，这些挑战需要在实际网络部署中充分考虑，从而降低毫米波在公、专网中的性能损失，使毫米波技术能够在实际应用中发挥其最大带宽、容量、低时延等潜力。
1.2.1 高路径损耗
根据3GPP TR 38.901中规定的0～100 GHz无线电波在城市区域内直射路径的损耗模型：
PL
1
=28.0+22lgd
3D
+20lgf
c
由式（3）可知，自由空间损耗PL
1
与载波频率f
c
成正相关。在相同发送功率配置下，毫米波的理论通信覆盖距离也远小于5G低频设备。以26 GHz和3.5 GHz为例，比较和评估高频毫米波段与5G sub 6 GHz低频频段的传播路损差异，结果如图4所示，假设f
1
与f
2
分别代表高低频载波，则频点带来的路损差值为20×lg（f
1
/f
2
），计算可得26 GHz载波比3.5 GHz载波路损高20×lg（26/3.5）≈17.42 dB，也即在发射天线和接收天线
增益不变的情况下，3.5 GHz载波的理论传播距离是26 GHz载波理论传播距离的10
17.42/22
≈6.2倍。
