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发表于 2025-11-4 09:41:07 |只看该作者 |正序浏览
登山者1979 6G标准与技术探索

日本世博会期间路杆上有一些奇特通信设备照片:类似于“魔方”的小盒子,每一面似乎都集成有独立天线阵列,这其实是KDDI与京瓷(Kyocera)联合研发的毫米波无线中继器原型机。这种新型无线中继技术,能够将 28GHz 毫米波的街道覆盖从 33% 提升至 99%。据KDDI宣称,这是全球首个能自主形成并重构覆盖区域的毫米波中继技术,不仅解决了毫米波 “信号易遮挡、覆盖碎片化” 的行业难题,并且计划在2025 年底实现商用落地。

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一、东京西新宿的 “毫米波覆盖率大提升”

5G毫米波频段(如28GHz)可以实现超高速率传输,理论速率可达数Gbps,远超Sub-6GHz频段。但是由于毫米波信号的物理特性——波长极短、穿透力弱、易受遮挡,当基站天线安装在屋顶时,覆盖区域往往呈现零散、孤立的小片状。传统解决方案依赖增加基站密度或采用IAB(集成接入与回传)节点,但这些方案成本高、施工复杂,难以大规模落地。

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KDDI和京瓷(Kyocera)联合开发了一种新型的中继技术,通过了部署小型化的中继器,解决了传统基站难以覆盖的盲区问题。测试的部署场景放在了东京核心商务区 - 西新宿,这里高楼林立、人流密集,是毫米波信号传输的 “天然难点”。

测试在600 米 ×600 米城区范围内进行,通过安装在路灯,地下交通入口等位置,毫米波街道覆盖率从无中继器时的 33%,跃升至 99%。这一突破标志着高频5G从“实验室性能”走向“城市可用性”的关键一步。

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二、技术核心: 会"自我调整”的中继网络

该技术核心在于一种微型化、自组织的中继器系统。每个中继设备尺寸仅为216mm × 216mm × 246mm,重量仅4.9kg,可轻松安装于路灯、交通灯等现有城市基础设施之上,部署无需额外铺设回传线路,仅需接入电源即可运行,显著降低了部署成本与施工难度。

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和传统意义上固定“接收-发射”角色的被动设备不同, 这些中继器的天线具备动态角色切换的能力。
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整个系统能根据实时环境自动判断哪个天线作为“ donor side”(接收主基站信号), 哪些作为“service side”(向终端用户转发信号), 形成网状网络(mesh network)。这种机制彻底摆脱了传统中继系统必须预先设定天线方向与功能的局限,极大提升了部署灵活性与适应性。

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同时,这种新型中继器能够从来自多个方向的毫米波信号中选择信号质量最好的中继路由。当中继器检测到信号恶化(比如环境变化,建筑、树木或大型卡车阻挡信号),立即计算最佳中继路由和切换。

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三、无线中继器如何工作的?

无线中继器的核心功能是接收、放大和重传信号,以扩展无线覆盖。其电路架构组成:

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中继器首先捕获微弱毫米波信号,LNA在最小化噪声的同时放大信号;随后混频器和本地振荡器将高频信号下变频至中频(IF),便于处理;最后PA再放大信号并通过高增益天线重传。

当然,从技术架构看,此次KDDI与京瓷的中继器并非简单的“信号放大器”,而是3GPP在Rel-18标准中定义的网络控制型中继器(Network-Controlled Repeater, NCR),其中:

  • MT负责与基站(gNB)交换SCI(side control information);
  • Fwd执行放大转发操作;
  • NCR中继器的所有转发行为必须基于基站通过Control-Link下发的 侧控信息(SCI);

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当然所谓的自调整,应该指的是整个系统的自调整,而不是中继器可以脱离基站做出独立路由决策。举例来说:

  • 中继器可通过其 MT 模块持续监测 C-link(控制链路)的参考信号质量(如 RSRP);
  • 当检测到信号下降时,它会将测量报告上报给基站;
  • 基站(或者RAN RIC)综合多个中继器的反馈,运行路径优化算法,选出新的最佳转发链路;
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系统级仿真研究(<>)表明,在包含宏基站与NCR的混合场景中:
  • 下行链路(DL)10%分位SINR从2.97dB提升至25.05dB(转发链路);
  • 上行链路(UL)改善更明显,SINR从-1.72dB升至19.50dB;
  • 上行吞吐量10%分位值从0.10 Mbps增至1.81 Mbps,增长达18倍。
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由于NCR 采用 “放大 - 转发” 模式,在放大有用信号的同时,也会放大噪声和干扰。尤其是在密集部署场景中,多个 NCR 之间可能产生相互干扰,所以波束成形设计和基站决策的质量,直接决定 NCR 的性能上限。



结语:  不止室外部署?

对于运营商而言,这项技术的吸引力还在于 “成本可控”。
  • 传统毫米波部署需大量新建基站,单基站成本高、回本周期长;
  • 而 NCR 的部署成本仅为基站的一小部分,且能复用现有基础设施,安装复杂度大幅下降,使得运营商能够实现5G高频段的经济型部署。

并且相比传统基站,其体积与重量减少约70%,,并且在不破坏城市景观的前提下,快速完成网络补盲与扩容。

KDDI与京瓷已明确计划在2025年底前实现该技术的商业化落地,目标锁定人流密集的交通枢纽、体育场馆与城市中心区。除了这些核心场景,技术还具备向室内延伸的潜力。“中继器的小型化设计,也适合商场、写字楼等室内场景,” 京瓷技术团队透露,目前正在测试室内部署方案,未来有望实现 “室外 + 室内” 的全场景毫米波覆盖。

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