提升網絡容量/傳輸率 5G轉向高密度小基站組網設計

小型基地臺將走紅5G通訊世代。5G通訊網絡將一改過去高度仰賴大型基地臺的布建架構，而大量使用小型基站，讓電信營運商能以最具成本效益的方式彈性組網，從而提高網絡密度與覆蓋范圍，達到比4G技術更高的傳輸率和網絡容量。

超高分辨率視訊串流、云端服務和休閑娛樂服務的興起，以及愈來愈多元的無線裝置，包括智能型手機、平板計算機和機器間相互通訊的可編程環(huán)境，預估未來20年的數據傳輸量將成長一萬倍。

為滿足這些需求，電信解決方案供貨商諾基亞網絡(Nokia Networks)認為，5G將是一個可擴充又彈性的服務系統(tǒng)，可在關鍵性的時機和地點，提供接近零延遲(Zero Latency)的Gigabit體驗。此外，5G因具備更高的峰值數據速度，提升「每個地方」的數據速率，延遲降為十分之一，更能讓使用者享受到比4G至少高出十倍的體驗質量。

在5G行動通訊時代下，預估使用案例和相關應用的種類將更為廣泛，包括視訊串流、擴增實境(Augmented Reality)、不同的數據分享方式，以及各式各樣的機器類型應用，如車輛安全、各種傳感器和實時控制等。未來，5G在2020年導入、2030年充分運作后，還必須能彈性支持我們尚未了解、尚不知道的全新應用。 除了使用6GHz以下更多傳統(tǒng)的無線接取頻段，5G也將運用6G-100GHz之間的大量頻譜，這些頻段擁有不同的頻道特性，因此，使用這些頻譜須采用一種以上新的無線接取技術。目前雖然有業(yè)者考慮將長程演進計劃(LTE)空中接口(Air-Interface)延伸到6GHz以上的頻率，但事實上，我們可以針對特定的挑戰(zhàn)，設計更簡單和更有效率的空中接口。

對終端使用者來說，5G應該是通暢而無感覺的，且5G應是個單一系統(tǒng)，能保證一致的使用者體驗；而行動網絡營運商則期望能輕松、直接地部署和維運5G網絡，因此在技術上，5G系統(tǒng)必須能緊密整合原來的系統(tǒng)，如LTE及其藉由單一無線接取網絡(Radio Access Network, RAN)解決方案而演進的技術，這種方式不但能簡化從2G到5G的管理工作，也讓營運商能循序漸進導入5G。

網絡和部署的彈性、空中接口的新設計，有助于抑制功耗的成長。無線鏈路兩端裝置的每位傳輸功耗必須大幅減少，例如，未連接裝置和未滿載運作的網絡節(jié)點的功耗。

全方位的彈性設計，與現有技術極度緊密整合的途徑，都是供貨商主要的優(yōu)先考慮事項。

全方位彈性設計　提升十倍使用者體驗

實現網絡容量增加一萬倍，以及使用者體驗提升十倍(即使在不利的網絡條件下也能達到100Mbit/s)的主要途徑如下：
?小基站(Small Cell)大規(guī)模高密度化(Densification)
?更多頻譜
?更高的頻譜效率

全新網絡思維的高密度化設計

在3G和4G的網絡部署，高密度化已是明顯的趨勢，但5G能讓我們從全新網絡(Clean Slate)的方式設計一套彈性的系統(tǒng)，并優(yōu)化基地臺之間距離200公尺以下的小基站。目前的LTE網絡，其小基站設計是以僵硬、大范圍覆蓋(Wide Area)的大型基地臺(Macro Cell)為設計基礎，而Clean Slate的全新網絡途徑，可提高小基站規(guī)模的優(yōu)化和調適能力。不過，值得注意的是，除了優(yōu)化小基站的超密度網絡(Ultra Dense Network)環(huán)境外，5G也支持大范圍覆蓋的大型基地臺部署，這一點更加突顯了系統(tǒng)設計彈性的必要性。

釋放新頻段的需求日益高漲

到目前為止，已指配或討論中可用于行動通訊網絡的頻段都在6GHz以下，主要原因是低頻有利于大范圍覆蓋的特性。雖然我們需要更多6GHz以下的頻譜，也有能提高已指派頻率利用率的優(yōu)越新技術，但釋放新頻段的需求也愈來愈高。這些從6G-100GHz的頻段有助于滿足5G時代的高容量和數據速率需求。

6G-100GHz頻段，根據不同無線電波傳播特性和不同頻率范圍中的載波帶寬，可大致分為兩大部分，厘米波(Centimeter Wave)和毫米波(Millimeter Wave)。

厘米波頻率因比較接近現在使用中的頻率范圍，自然會是首先釋放給無線接取的對象，但我們還須進一步研究才能完全了解這些頻段的無線電波傳播特性。在某些方面，厘米波的行為類似傳統(tǒng)的無線通信頻段(如反射和路徑損耗指數)，但在某些效應上是不同的，如總路徑損耗(Overall Path Loss)和繞射(Diffraction)，尤其在更高的厘米波頻段更是如此。厘米波可能提供的連續(xù)帶寬大約是100M-500MHz，大于先進長程演進計劃(LTE-Advanced)設計使用的帶寬范圍，而針對2GHz優(yōu)化的LTE空中接口設計，并不適合厘米波頻率。