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探索、研擬中的5G技術(shù)

發(fā)表時(shí)間 :2019-01-09

? ? ?依據(jù)ETSI/3GPP的規(guī)劃,在LTE之后是LTE Advanced(也稱LTE-A),而后有LTE-B,更之后可能有LTE-C,但也可能沒有,在LTE-B/LTE-C之后才會(huì)進(jìn)入5G。

? ? ?5G技術(shù)目前仍在技術(shù)摸索、研擬、提案中,現(xiàn)階段的目標(biāo)是將傳輸率提升到10Gbps以上。

4G的定義是基地臺(tái)對(duì)固定裝置的傳輸率達(dá)1Gbps(指整個(gè)基地臺(tái)的服務(wù)能力,若有2個(gè)與2個(gè)以上的裝置,1Gbps傳輸率就會(huì)因資源分配而減少),對(duì)移動(dòng)裝置的傳輸率達(dá)100Mbps,能達(dá)此水準(zhǔn)一律能稱為4G,LTE必須到Category 4之后的速率才滿足,Cat. 1~3不能算,而WiMAX也要到WiMAX 1.5/2.0才能算,WiMAX 1.0不能算。雖然說能滿足要求的即算4G,但大體還是以GSM→WCDMA→LTE為主軸。

而所謂的5G,目前仍在技術(shù)摸索、研擬、提案中,現(xiàn)階段的目標(biāo)是將傳輸率提升到10Gbps以上,為達(dá)此要求,各研究機(jī)構(gòu)與網(wǎng)路設(shè)備廠、電信營運(yùn)商,均在進(jìn)行各種嘗試,但大體已有一些技術(shù)共識(shí)。

? ? ?首先是運(yùn)作的頻段,現(xiàn)行LTE/4G多在3GHz以下運(yùn)作,尤其FD-LTE多在偏低頻位置,如700MHz、1800MHz,TD-LTE則較為高頻,如2.1GHz、2.3GHz等,而目前提案中的LTE-U將會(huì)使用5GHz頻段,與Wi-Fi所用頻段相同。

? ? 5G為了達(dá)到高傳輸率,期望使用更高的頻段位置,一般認(rèn)為將達(dá)30GHz以上,例如南韓Samsung已嘗試用28GHz進(jìn)行傳輸,日本NTT DoCoMo也嘗試用11GHz進(jìn)行傳輸,其他如Ericsson嘗試用15GHz,Nokia則用70GHz,甚已有達(dá)80GHz、90GHz的說法。

? ? ?為了達(dá)到高傳輸率,每個(gè)通道頻寬也必須盡可能大,現(xiàn)行Wi-Fi不過20/40/80/160MHz頻寬,LTE-A運(yùn)用載波聚合技術(shù),最高也僅能達(dá)100MHz頻寬(聚合5個(gè)20MHz的載波),但是NTT DoCoMo已經(jīng)嘗試使用400MHz頻寬,且已有1GHz頻寬的技術(shù)提案。

? ? ?一樣是為了提升傳輸率,天線數(shù)也必須增加,僅以MIMO、eMIMO(e=enhanced)來形容已經(jīng)不足夠,新稱呼為Massive MIMO,指使用大量數(shù)目的天線,NTT DoCoMo已開始嘗試8根發(fā)送天線與16根接收天線,Samsung則已用上64根天線,收發(fā)天線數(shù)愈多,意味著傳輸率愈高。

? ? 另外5G也希望減少傳輸延遲(Latency),希望將延遲時(shí)間限縮在1mS(毫秒)內(nèi),且要能支援物聯(lián)網(wǎng)(IoT),此在現(xiàn)行4G中稱為機(jī)器型通訊(Machine Type Communication, MTC),言下之意通話、通訊的不是人類,是裝置(機(jī)器),而5G也一樣要承襲與強(qiáng)化精進(jìn)此方面的支援。

? ? 發(fā)展限制與挑戰(zhàn)

? ? ?乍聽之下5G是將過往所謂的規(guī)格拉更高,好達(dá)到10Gbps的要求,但實(shí)際上5G技術(shù)也有所犧牲,由于使用5GHz以上的高頻段運(yùn)作,波長縮短,電波在傳送路徑中容易衰減,一般估在2km內(nèi),無法如現(xiàn)在動(dòng)輒5km、9km遠(yuǎn),甚至數(shù)十km的傳輸距離與覆蓋。

? ? 為了彌補(bǔ)基地臺(tái)覆蓋面積的變小,只好采行更廣泛、綿密的基地臺(tái)布建,言下之意未來Small Cell作法將成主流。不過,仍會(huì)有一種追求高覆蓋率、低傳輸率的基地臺(tái),好用來協(xié)調(diào)各個(gè)小基地臺(tái)間的協(xié)同運(yùn)作(只用來傳遞溝通協(xié)調(diào)的控制信號(hào)),這種“大覆蓋負(fù)責(zé)控制、協(xié)調(diào),小覆蓋負(fù)責(zé)高速傳輸資料”的作法,一般稱為異質(zhì)網(wǎng)路 ? ?(Heterogeneous Network, HetNet),現(xiàn)行4G已開始倡導(dǎo)這種觀念,之后也會(huì)延續(xù)。

? ? 最后,由于使用5GHz以上頻段,多不是全球通行頻段,各國對(duì)高頻有各種用途,因此如何協(xié)調(diào)頻段的運(yùn)用也成重要挑戰(zhàn),現(xiàn)行4G推行所謂ASA(Authorized Shared Access),例如海岸防衛(wèi)隊(duì)可能只在沿岸用高頻雷達(dá),則透過協(xié)調(diào)在內(nèi)陸使用相同頻段提供服務(wù),或者某些時(shí)段不用也可以暫時(shí)挪借相同頻段來運(yùn)作,用時(shí)間與空間上的差異來靈活運(yùn)用頻譜資源。

? ? ?當(dāng)筆者跟別人談及ASA機(jī)制時(shí),多數(shù)人的第一個(gè)反應(yīng)是“頻譜資源已經(jīng)荒缺到這種地步了?需要在時(shí)間與空間上進(jìn)行爭搶挪用?”看來答案是肯定的,筆者也曾與人說明“客戶關(guān)系管理,CRM”,即透過電腦分析大量客戶資料,對(duì)客戶進(jìn)行分群,而后針對(duì)不同群的客戶推銷不同的銷售優(yōu)惠方案,如電信商針對(duì)經(jīng)常出差的人提供跨國漫游優(yōu)惠方案,針對(duì)情侶推行網(wǎng)內(nèi)互打方案。

? ? 然說明了CRM后,也有人向筆者反應(yīng):生意做到這個(gè)地步,根本是做不下去了嘛!但產(chǎn)業(yè)現(xiàn)實(shí)、市場現(xiàn)實(shí),技術(shù)要持續(xù)精進(jìn),生意模式也要持續(xù)精進(jìn)。

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