是谁催生5G技术萌芽?物联网!
现今的4G技术发展至2×2或2×4最多到4×4 MIMO已具备相当的技术挑战,5G的Massive MIMO从字面上来看就"不简单"。洪岑维表示,5G由于要因应物联网应用中大量装置间的联系,因此设计32×32或64×64 MIMO的架构。不仅如此,每一根MIMO天线都要能够进行波束成型(Beamingforming),也就是说,一旦装置与基地台的连线确立后,即使装置开始移动,这样的连线机制与波束成型的功能都不能因此中断。
现今蜂巢式Cellular技术架构仍是以基地台(BS)为主,但是传送到远端的建筑物中讯号不仅会减弱,传输速度也无法保持原有的品质,因此5G节点为中心的网路架构则是在室内布建支援毫米波的小型基地台,如此一来,远端的基地台就可以换手(Hand-off)给室内或房间的基地台,提升讯号传输覆盖率的品质,也能提高资料传输速度。不过这中间的传输机制该如何制订、不同厂牌间的基地台该如何互通或顺利进行换手,将相当考验电信营运商或网通设备商的智慧。
在M2M的部分,爱立信集团技术部亚太区技术长Magnus Ewerbring指出,2020年全球将有260亿个联网装置,M2M即占73.2亿台,这些庞大的装置要能同时连上网路并进一步互通,对电信业者将是很大的技术挑战。也因此,若5G技术要能满足上述条件,不仅延迟时间不能高于1ms,且也须在时间点内完成资料的传输,亦即网路传输的效率得再提高。
Ewerbring简单统整5G技术挑战,包括行动宽频资料传输速率提高10~100倍、延迟时间再缩短5倍,但连网装置功耗却得低上10倍。李思柏强调,4G跨到5G技术中间有一定的技术挑战,除了换手机制、连线品质的再升级外,干扰问题、新频谱的使用、毫米波等问题的克服亦相当重要。洪岑维则坦言,业者们仍在持续思考能以那些现有或新技术实现5G的技术架构。
标准、政治角力也影响5G发展
如果你认为5G发展挑战只有上述所提,那就是把5G技术想得太简单了。罗德史瓦兹应用支援经理陈飞宇表示,5G和4G间的技术差异真的相当大,然而除此之外,还需考量技术以外的问题。
现阶段,由于标准未定,因此5G技术的发展处于"多头马车"的状态。林志龙认为,各家甚至各地区相关业者发展5G技术尚未有共识,虽然ITU、3GPP等国际单位正在研拟相关5G规范,但是日韩或是美国电信业者,以及晶片商或设备供应商等率先在标准底定前发展5G网路,目的就是为了要取得市场与标准制定的主导权。
举例来说,4G技术美国本想取得"主控权",但因VoLTE(Voice over LTE)、载波聚合等关键技术韩国发展较快,也因此韩国掌握较多"资源",在4G发展上"讲话也比较大声"。有此先例,也促使韩国电信抢先建置5G技术,以期可赢得市场先机,成为5G标准规范或市场主导者;而其他国家如台湾、美国及日本电信商为了不让韩国专美于前,也纷纷急起直追。
除了标准未定外,各国间的频谱角力战也可能影响5G标准制定的进行,甚至市场发展。林志龙指出,目前尚未确定5G采用的频段会落在何处,只知道会采用尚未使用的200MHz及6~300GHz以上的高频段,而随着各国抢先开台,采用的频段各不相同时,漫游费用若是谈不拢、各家业者抢着当领导者,如此装置的漫游就会发生问题,若是晶片得支援每个被使用的频段,则不仅成本会很高,功耗也会提升。
业者积极布局5G技术
5G的标准究竟何时底定?目前所知是2017年时,会有初步的版本出来,2020年5G将可正式开台。不过即便标准未定,业者已开始抢先布局,其中以量测仪器厂商及设备商的脚步最快。Ewerbring表示,3GPP持续推出LTE新标准,如Rel.10、11、12等演进版本,或是针对M2M制定的LTE-M,以及NB-LTE,都是让厂商循序渐进由4G过渡到5G的重要方式,只要遵循此进程,业者研发的5G产品将不会有太大的"失准"。
•先进测试验证方案加速5G研究 尽管系统业者、元件商与营运商对于5G的未来发展看法不同,甚至还存在政治角力,但从技术上来看目标是一致的。是德科技(Keysight Technologies)行销处副总经理罗大钧指出,"5G的终极目标在于将传输速率提高到GHz/s等级、小于1ms的低延迟与低功耗等,为此,更重要的是定义哪一个频道的应用。"
罗大钧进一步解释,针对6GHz频段以下的5G测试,现有的2G、3G与4G方案已能满足需求,目前全球各地研究单位看好的是毫米波频段,但对于这一频段的通道瞭解有限,需要更前端的通道探测(channel sounding)途径掌握通道特性与建模。为此,是德科技在现有的5G测试方案外,率先提供通道探测解决方案,整合毫米波、超宽频频宽与MIMO技术,协助研究单位加速更先进的5G通
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