5G大基站“堵车”严重，小基站居然有这么多优势

度化设计

在3G和4G的网络部署，高密度化已是明显的趋势，但5G能让我们从全新网络（Clean Slate）的方式设计一套弹性的系统，并优化基地台之间距离200公尺以下的小基站。目前的LTE网络，其小基站设计是以僵硬、大范围覆盖（Wide Area）的大型基地台（Macro Cell）为设计基础，而Clean Slate的全新网络途径，可提高小基站规模的优化和调适能力。不过，值得注意的是，除了优化小基站的超密度网络（Ultra Dense Network）环境外，5G也支援大范围覆盖的大型基地台部署，这一点更加突显了系统设计弹性的必要性。

释放新频段的需求日益高涨

到目前为止，已指配或讨论中可用于行动通讯网络的频段都在6GHz以下，主要原因是低频有利于大范围覆盖的特性。虽然我们需要更多6GHz以下的频谱，也有能提高已指派频率利用率的优越新技术，但释放新频段的需求也愈来愈高。这些从6G－100GHz的频段有助于满足5G时代的高容量和资料速率需求。

6G－100GHz频段，根据不同无线电波传播特性和不同频率范围中的载波频宽，可大致分为两大部分，厘米波（Centimeter Wave）和毫米波（Millimeter Wave）。

厘米波频率因比较接近现在使用中的频率范围，自然会是首先释放给无线接取的对象，但我们还须进一步研究才能完全了解这些频段的无线电波传播特性。在某些方面，厘米波的行为类似传统的无线通讯频段（如反射和路径损耗指数），但在某些效应上是不同的，如总路径损耗（Overall Path Loss）和绕射（Diffraction），尤其在更高的厘米波频段更是如此。厘米波可能提供的连续频宽大约是100M－500MHz，大于先进长程演进计画（LTE－Advanced）设计使用的频宽范围，而针对2GHz优化的LTE空中介面设计，并不适合厘米波频率。

频谱的另一端则是从30GHz开始的毫米波。在某些方面，毫米波的无线电波传播和射频工程特性不同于6GHz以下的频谱范围，如更高程度的绕射、树叶与建筑物穿透损耗；不过，最近的测量研究显示，毫米波频率和6GHz以下的频率在其他特性上，如反射和路径损耗指数也是类似的。

我们必须对这些频段进行更多实验研究才能了解这些毫米波的实际效能，研究结果将让我们使用更多载波频宽，如1G－2GHz频宽，即使在厘米波和毫米波（波长1厘米）之间有一个定义良好的30GHz波段，无线电波传播的变动会更加平缓，也不会有突然的转换点（Transition Point）在无线电波传播特性中出现。

更高的频谱效率

频谱效率是指资料传输期间的频谱使用效率，也就是系统空中传播资料时每秒每赫兹（Hz）有多少位元（Bit）。而一般用以专门提升频谱效率的重要技术元件是大规模多重输入／输出（MIMO）技术。

在厘米波和毫米波频段的5G系统空中介面设计中，整合大规模的天线阵列，与目前4G系统所采用的MIMO解决方案有很大的不同。首先，在厘米波和毫米波中有更多具备杂讯限制（Noise－Limited）特性的高频宽系统，可使用毋须积极减低其他基地台干扰的简单方案；第二，3GHz及其以下频段的4G系统有频宽和干扰性的限制，因此这些系统在使用MIMO技术时，一直以提高频谱效率、克服前述限制为重点。

毫米波的高频宽系统可能不会有频宽和干扰性的限制，但可能会有路径损耗的限制，因此，初期采用MIMO技术的重点是透过波束成型（Beamforming）提供功率增益（Power Gain）。由于毫米波系统须克服路径损耗限制，因此4G系统的高效能关键技术空间多工（Spatial Multiplexing），不会是毫米波发展初期的重点；不过，因为频宽和干扰性限制的关系，厘米波系统应会在4G系统和毫米波系统之间运作，也就是说，厘米波系统可能同时采纳4G和毫米波系统所使用的MIMO及波束成型技术元件。

此外，大规模MIMO是改善链路频谱效率的优秀技术，而提高无线电资源的利用率则可增加系统频谱效率。抗干扰（Interference Rejection）技术是用以提升系统频谱效率的途径之一，其方法是舍弃基地台间干扰协调机制（例如试图使用LTE中干扰最低的无线电区段），接纳干扰且稍后在接收器里抑制该干扰。抗干扰整合方案已广为人知并应用在LTE中，5G则有机会设计一个能优化该整合技术的系统，另一个优化频谱利用率的技术是动态分时双工（TDD）技术，它能对上链和下链之间的频谱做最佳化分配。

短讯框期间／动态TDD 降低无线电介面延迟

4G／LTE的延迟表现优于3G，但仍然不如有线网际网络的成效。降低无线电介面延迟的方法之一，就是采用具备短讯框期间（Short Frame Duration）和可调整讯框结构的动态TDD，动态TDD涵盖网络中不同的基地台，并根据基地台的流