2017年正成為5G發(fā)展的關(guān)鍵一年。 盡管嶄新的無(wú)線(xiàn)世代即將到來(lái)，5G相關(guān)話(huà)題的熱門(mén)程度仍將持續(xù)居高不下，但此項(xiàng)技術(shù)未臻成熟，而且有著相當(dāng)大的發(fā)展空間...
2017年轉(zhuǎn)眼已過(guò)了幾個(gè)月，而5G依舊為眾所矚目的焦點(diǎn)。 在今年1月初的國(guó)際消費(fèi)電子展(CES)中，高通(Qualcomm)在專(zhuān)題演講時(shí)介紹了重大的5G技術(shù)進(jìn)展，并宣示該公司致力于5G技術(shù)上尋求突破的決心。 此外，近期A(yíng)T&T與Verizon也各自發(fā)表聲明，表達(dá)在2017年至2018年初于美國(guó)進(jìn)行5G現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試的意圖。
而在今年3月初，在克羅埃西亞杜布羅夫尼克(Dubrovnik)舉辦的第三代合作伙伴計(jì)劃(3GPP)無(wú)線(xiàn)接取網(wǎng)絡(luò)(RAN)全體會(huì)議中，全球行動(dòng)通訊巨擘共同研討了5G新空中接口規(guī)格第一階段(Phase 1)標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)工作項(xiàng)目，預(yù)計(jì)這將在日后納入采用6GHz次頻段(Sub-6GHz)和毫米波(mmWave)頻段的全球5G標(biāo)準(zhǔn)3GPP Release 15中。
種種跡象顯示，2017年正成為5G發(fā)展的關(guān)鍵一年。 盡管嶄新的無(wú)線(xiàn)世代即將到來(lái)，5G相關(guān)話(huà)題的熱門(mén)程度仍將持續(xù)居高不下，但此項(xiàng)技術(shù)未臻成熟，而且有著相當(dāng)大的發(fā)展空間。 本文將從此次在Dubrovnik會(huì)議上的部份要點(diǎn)，包括首項(xiàng)工作項(xiàng)目的提案內(nèi)容，進(jìn)一步探討2017年有關(guān)5G技術(shù)發(fā)展的新興趨勢(shì)與走向。
5G行動(dòng)通訊標(biāo)準(zhǔn)逐漸成形
在針對(duì)5G標(biāo)準(zhǔn)從頭開(kāi)始定義嶄新的網(wǎng)絡(luò)之際，兩種截然不同的架構(gòu)(以時(shí)間區(qū)隔)正逐漸浮上臺(tái)面。 簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，3GPP必須定義用于與現(xiàn)有「演進(jìn)封包核心」(Evolved Packet Core；EPC)架構(gòu)(例如4G)搭配的基本組件，以加速新技術(shù)的采用。 而此一混合式系統(tǒng)又稱(chēng)為「非獨(dú)立式」(Non-Stand Alone；NSA)架構(gòu)。 它將采用現(xiàn)有的基礎(chǔ)架構(gòu)，提供新的5G功能與優(yōu)勢(shì)，并同時(shí)加快商業(yè)化與布署。
另一種架構(gòu)則為「獨(dú)立式」(Stand Alone；SA) 架構(gòu)，主張較長(zhǎng)的時(shí)程，以重復(fù)運(yùn)用混合式系統(tǒng)提出的組件來(lái)定義新的5G核心網(wǎng)絡(luò)(5GCN)。 這兩種途徑都必須歷經(jīng)從無(wú)到有的漫長(zhǎng)建置，協(xié)議中的較低層級(jí)(尤其是Layer 1與Layer 2) 將成為5G新無(wú)線(xiàn)電(5G NR)技術(shù)的基礎(chǔ)區(qū)塊；而3GPP在這方面的定義上已有長(zhǎng)足進(jìn)展。
另外，值得注意的是，5G NR RAN1工作小組提出了以正交頻分多任務(wù)(OFDM)為基礎(chǔ)的彈性參數(shù)物理層(PHY，Layer 1)早期架構(gòu)，最多可包含8個(gè)次載波(如圖1)。 該物理層將針對(duì)低于6GHz與介于24至40GHz之間的頻帶運(yùn)作。 鑒于目前的頻譜提案為數(shù)眾多，RAN4必須詳加審核候選頻譜組合，以確保效能可讓各方滿(mǎn)意，繼而達(dá)成目標(biāo)。 而現(xiàn)階段，增強(qiáng)型行動(dòng)寬帶(EMBB)可望做為優(yōu)先使用案例。 如果要達(dá)到端對(duì)端低延遲，僅憑借物理層之力是不夠的；畢竟系統(tǒng)中的其他元素也必須妥善定義與評(píng)估。 而所提議的架構(gòu)將可同時(shí)因應(yīng)更快速的數(shù)據(jù)與響應(yīng)速度。
5G Layer 1包含8個(gè)次載波
3GPP帶領(lǐng)5G技術(shù)大步向前
在此一5G工作項(xiàng)目成形后，后續(xù)將可新增其他技術(shù)與使用案例，并將這些主題納入研究項(xiàng)目。 3GPP將調(diào)查這些研究項(xiàng)目，從中研擬出正式的工作項(xiàng)目，進(jìn)而將其列入標(biāo)準(zhǔn)中。 在日后的會(huì)議中，可能會(huì)有一項(xiàng)或多項(xiàng)研究項(xiàng)目晉升工作項(xiàng)目。 若能成功通過(guò)工作項(xiàng)目階段，3GPP就能將新的技術(shù)/使用案例納入3GPP Release 15或后續(xù)版本中。 而其中幾個(gè)有待進(jìn)一步研究的主題，包括非正交波形(NOMA)、非地面網(wǎng)絡(luò)、車(chē)對(duì)車(chē)(V2V)與車(chē)聯(lián)網(wǎng)(V2X)，以及整合式回程存取(IAB)等相關(guān)研究項(xiàng)目。
意外的是，LTE世代尚未告終。 在Dubrovnik的會(huì)議中也導(dǎo)入了多個(gè)工作項(xiàng)目，以期進(jìn)一步發(fā)展LTE標(biāo)準(zhǔn)；有鑒于此，LTE技術(shù)不僅會(huì)延續(xù)下去，還會(huì)持續(xù)進(jìn)化。 除了發(fā)展窄頻物聯(lián)網(wǎng)(NB-IoT)與機(jī)器型態(tài)通訊LTE (LTE-MTC)，以利M2M通訊與IoT之外，與會(huì)者也提交了其他多個(gè)有意納入Release 15的主題，包括擴(kuò)展V2V與V2X的涵蓋范圍、具備1024 QAM調(diào)變的固定無(wú)線(xiàn)存取，以及強(qiáng)化的穩(wěn)定度。 這也表示，3GPP并不打算單靠5G NR來(lái)滿(mǎn)足各方目的與目標(biāo)，而會(huì)轉(zhuǎn)而結(jié)合LTE與5G NR，以因應(yīng)市場(chǎng)所需。
最后，3GPP也同意加速5G的交付進(jìn)程，提前達(dá)6個(gè)月實(shí)現(xiàn)。 完整的「非獨(dú)立」(NSA)架構(gòu)預(yù)計(jì)將于2018年3月完成，而使用5G核心網(wǎng)絡(luò)的SA版本將于6個(gè)月后推出。 若將時(shí)間表倒推，表示5G NR的Layer 1與Layer 2勢(shì)必要在2017年12月大致底定。 此一時(shí)程極富雄心壯志，而在所有成員的努力、支持與投資下，現(xiàn)階段的3GPP已取得長(zhǎng)足進(jìn)展。 盡管眼前仍有許多困難尚待克服，但本次于Dubrovnik舉辦的會(huì)議，已為5G的未來(lái)展望立下明確、重大的里程碑。
5G原型翩然成形
雖然5G Phase 1 (即3GPP Release 15)預(yù)計(jì)于2018年完成，我們?nèi)詰?yīng)詳加了解世界各地的研究人員將于2017年完成哪些艱巨任務(wù)，及其如何定義與標(biāo)準(zhǔn)化端對(duì)端網(wǎng)絡(luò)的各個(gè)組成組件。
3GPP與IMT 2020定義三種5G應(yīng)用案例
來(lái)自學(xué)術(shù)界與產(chǎn)業(yè)界(例如電信業(yè)與行動(dòng)設(shè)備制造商)的無(wú)線(xiàn)技術(shù)研究人員，近來(lái)已于各種場(chǎng)合展示5G概念；隨著技術(shù)趨于成熟，這些公開(kāi)展示勢(shì)必會(huì)開(kāi)始進(jìn)入「商品化」階段。 由于此項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)要等到2018年才會(huì)底定，許多公司必須于2017年著手商品化技術(shù)，以便于2018年進(jìn)行大量布署。 因此，無(wú)論是年初的MWC、5月的IEEE國(guó)際通訊研討會(huì)(ICC)，還是12月的IEEE全球通訊會(huì)議(GLOBECOM)，與會(huì)者都有機(jī)會(huì)一睹先期商用化系統(tǒng)的風(fēng)采。
mmWave突破創(chuàng)新
拜FCC、Verizon與AT&T于2016年發(fā)表的重大宣言之賜，mmWave已迅速成為眾所矚目的焦點(diǎn)；隨著預(yù)先發(fā)布的mmWave技術(shù)將于2017年進(jìn)行首次現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試，此一熱潮可望繼續(xù)延燒。 在Verizon推出專(zhuān)屬的「5G」規(guī)格基礎(chǔ)架構(gòu)后，客戶(hù)端設(shè)備(CPE)與智能裝置公司勢(shì)必得全力生產(chǎn)相關(guān)產(chǎn)品，才能跟上電信業(yè)者的緊湊時(shí)程。 雖然美國(guó)當(dāng)?shù)氐牟际鹂赡軙?huì)著重于固定式無(wú)線(xiàn)寬帶技術(shù)接取(也就是提供家用寬帶接取)，此舉依舊可視為mmWave技術(shù)室外應(yīng)用的首個(gè)商用布署實(shí)例。
有鑒于韓國(guó)打算在2018年的平昌冬季奧運(yùn)會(huì)展現(xiàn)自身的5G技術(shù)實(shí)力，預(yù)計(jì)在實(shí)際行動(dòng)環(huán)境中運(yùn)用mmWave的測(cè)試案例勢(shì)將不斷增加。 空中傳輸(OTA)測(cè)試就是其中一個(gè)例子，它會(huì)連接至核心網(wǎng)絡(luò)，以供研究人員評(píng)估涵蓋范圍(目前mmWave技術(shù)的主要未知領(lǐng)域)。 由于波束具備高度指向性，因此，測(cè)試需要確定一個(gè)可涵蓋距離與幾何區(qū)域的單一鏈路。 此外，盡管靈敏度、增益、輸出功率、錯(cuò)誤向量幅度(EVM)、位錯(cuò)誤率(BER)與字組錯(cuò)誤率(BLER)皆為5G網(wǎng)絡(luò)的重要指針，但實(shí)際網(wǎng)絡(luò)中的OTA測(cè)試將可解答攸關(guān)mmWave可行性與能見(jiàn)度的眾多疑問(wèn)。 正因mmWave天線(xiàn)波束具有方向性，仿真與接線(xiàn)式測(cè)試的效果將不若4G (低于6GHz)技術(shù)中的表現(xiàn)。
2017年正成為5G發(fā)展進(jìn)程中關(guān)鍵的一年。 商業(yè)公司將會(huì)把挹注在研究領(lǐng)域的投資移轉(zhuǎn)至采用最先進(jìn)技術(shù)開(kāi)發(fā)的產(chǎn)品上；不過(guò)，由于mmWave為新興技術(shù)且尚未廣泛商用化，結(jié)果也將難以預(yù)料。 盡管5G仍包含眾多未知領(lǐng)域，但預(yù)計(jì)在今年12月以前，這些嶄新技術(shù)將可趨于成形。 屆時(shí)，我們便能看出商用布署能否于2018年實(shí)現(xiàn)，抑或延后至2019年之后。
01月07日 18:14
