5G通信高傳輸率/低延遲/高網(wǎng)絡(luò)容量密度目標(biāo)如何達(dá)到

為達(dá)到各界對(duì)5G通訊高傳輸率、低延遲、高網(wǎng)絡(luò)容量密度等共識(shí)目標(biāo)，通訊業(yè)者正積極朝使用更高頻段頻譜、引進(jìn)新的調(diào)變與天線技術(shù)，以及整合異質(zhì)網(wǎng)絡(luò)等三大方向投入研發(fā)。掌握關(guān)鍵技術(shù)發(fā)展，可以發(fā)掘未來十幾年科技與通訊領(lǐng)域重大商機(jī)。

2017年5G發(fā)展將全速前進(jìn)。在各國政府與主要通訊大廠競(jìng)相投入下，5G技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展已更趨明朗，日前美國聯(lián)邦通訊委員會(huì)（FCC）完成5G頻譜分配規(guī)劃、高通（Qualcomm）與Intel都將推出芯片解決方案，另外，Verizon攜手七家5G技術(shù)論壇伙伴一同研擬自定義5G標(biāo)準(zhǔn)期在2017年提前商用，這些進(jìn)展在在皆顯示全球5G發(fā)展能量已迅速積累，2017年市場(chǎng)熱度更將攀升至新高點(diǎn)。

為達(dá)到各界對(duì)5G通訊高傳輸率、低延遲、高網(wǎng)絡(luò)容量密度等共識(shí)目標(biāo)，通訊相關(guān)業(yè)者正積極朝使用更高頻段頻譜、引進(jìn)新的調(diào)變與天線技術(shù)，以及整合異質(zhì)網(wǎng)絡(luò)等三大方向投入研發(fā)。因此，本次活動(dòng)特別邀請(qǐng)研究單位與技術(shù)領(lǐng)先的廠商擔(dān)任講師，剖析如何運(yùn)用6GHz以下頻段與毫米波頻段達(dá)到更高傳輸速率；并介紹通用分頻多任務(wù)（GFDM）、MassiveMIMO、行動(dòng)邊緣運(yùn)算（MEC）等5G關(guān)鍵技術(shù)。

5G產(chǎn)業(yè)愿景?科技發(fā)展核心

3GPP的第五代行動(dòng)通訊愿景分成三個(gè)部分，Nokia端到端解決方案部資深技術(shù)經(jīng)理Johan Asplund（圖1）說，傳統(tǒng)的行動(dòng)寬帶重點(diǎn)為Extreme Mobile Broadband，目標(biāo)是無論何時(shí)何地傳輸速率皆可達(dá)100Mbit/s，峰值速率（Peak Rate）超過10Gbits/s；而大規(guī)模物聯(lián)網(wǎng)Massive Machine Communication，強(qiáng)調(diào)低成本、低耗電、大量連結(jié)，每平方公里100萬個(gè)節(jié)點(diǎn)；特殊應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)Critical Machine Communication，強(qiáng)調(diào)低延遲（Low Latency）、高可靠度（Ultra Reliability）、無行動(dòng)中斷（Zero Mobility Interruption）。

圖1　Nokia端到端解決方案部資深技術(shù)經(jīng)理Johan Asplund說，5G的重點(diǎn)為Extreme Mobile Broadband、Massive Machine Communication與Critical Machine Communication。

5G高速傳輸有一個(gè)重點(diǎn)，就是采用高頻毫米波頻段，大約是在24GHz～86GHz，詳細(xì)使用頻段還有賴各國政府與電信主管機(jī)關(guān)訂定。另外，更多頻道同時(shí)傳送訊息，也有助于傳輸速率的提升，運(yùn)用大規(guī)模多進(jìn)多出（Massive MIMO）技術(shù)，搭配波束成型（Beamforming）、波束追蹤（Beam Tracking）技術(shù)可大幅提升傳輸速率與質(zhì)量。而結(jié)合不同網(wǎng)絡(luò)帶寬的異質(zhì)網(wǎng)絡(luò)整合技術(shù)，是提升傳輸速率的方式。彈性的框架設(shè)計(jì)與分布式的架構(gòu)，也是發(fā)展重點(diǎn)。

在產(chǎn)業(yè)預(yù)期進(jìn)展部分，Johan Asplund表示，今年在北美地區(qū)，定點(diǎn)的無線傳輸速率將達(dá)1Gbits/s，峰值速率將達(dá)5Gbits/s。2018年韓國昌平冬季奧運(yùn)，將推出試運(yùn)行的5G服務(wù)，除了強(qiáng)化行動(dòng)性，無線傳輸?shù)姆逯邓俾蕦⑦M(jìn)展至10Gbits/s，網(wǎng)絡(luò)等待時(shí)間將縮短至1毫秒（ms），頻帶的應(yīng)用將擴(kuò)展到30GHz；

2019～2020年，日本、大陸、歐洲都將陸續(xù)導(dǎo)入商轉(zhuǎn)，包括史上最盛大的歐洲國家杯足球賽、東京奧運(yùn)，非授權(quán)頻段的帶寬應(yīng)用等愿景將陸續(xù)達(dá)成。

提升網(wǎng)絡(luò)資源管理效率

與現(xiàn)有4G LTE相較（表1），5G的網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜度大為提升，Nokia***暨香港澳門大中國區(qū)端到端解決方案總監(jiān)王集祥（圖2）指出，5G將WiFi、4G LTE、LPWAN等過去各自獨(dú)立運(yùn)作的網(wǎng)絡(luò)連在一起，也透過多種新的技術(shù)提升網(wǎng)絡(luò)帶寬與應(yīng)用范疇。由于應(yīng)用太多元，必須要透過不同的網(wǎng)絡(luò)切片（Network Slicing），區(qū)隔各種不同的垂直產(chǎn)業(yè)，以滿足不同的需求。最后，4G對(duì)云端的應(yīng)用比較單純，5G對(duì)云端的應(yīng)用將更為全面與深入。

圖2　Nokia***暨香港澳門大中國區(qū)端到端解決方案總監(jiān)王集祥指出，5G將過去各自獨(dú)立運(yùn)作的網(wǎng)絡(luò)連在一起，也透過多種新的技術(shù)提升網(wǎng)絡(luò)帶寬與應(yīng)用范疇。

圖3　SGS電子通訊實(shí)驗(yàn)室副理廖兆祥指出，在2020年5G時(shí)代，行動(dòng)用戶數(shù)將較2015年成長1.3倍達(dá)92億，行動(dòng)寬頻用戶將成長2.3倍達(dá)84億。

從網(wǎng)絡(luò)資源的應(yīng)用來看，王集祥解釋，5G有一個(gè)很重要的觀念叫動(dòng)態(tài)資源管理（Dynamic resource management），由于帶寬資源是有限的，所以必須要更精準(zhǔn)的管理，提供需要的使用者高帶寬或長時(shí)鏈接并動(dòng)態(tài)調(diào)整。軟件定義網(wǎng)絡(luò)（Software Defined Networking， SDN）和網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化（Network Function Virtualization， NFV）也會(huì)越來越重要，不僅會(huì)共同運(yùn)作，也對(duì)網(wǎng)絡(luò)資源的自動(dòng)化管理與控制非常重要。

在應(yīng)用上，王集祥舉例，自動(dòng)駕駛、健康、智能電表這三種應(yīng)用對(duì)網(wǎng)絡(luò)的需求截然不同，如何順利達(dá)成個(gè)別目的，網(wǎng)絡(luò)切片成為未來最主要的手段，網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)會(huì)透過不同參數(shù)的設(shè)定，包括成本、距離、服務(wù)質(zhì)量、數(shù)據(jù)速率、動(dòng)/靜態(tài)、電池壽命、延遲等不同參數(shù)的需求，分析出相關(guān)應(yīng)用的網(wǎng)絡(luò)需求，加以模塊化并提供最適合的網(wǎng)絡(luò)資源給不同的服務(wù)。另外，動(dòng)態(tài)經(jīng)驗(yàn)管理（Dynamic Experience Management）相較于過去大多是靜態(tài)的管理，不僅能更實(shí)時(shí)也提供消費(fèi)者更好的使用者經(jīng)驗(yàn)。