5G通訊技術(shù)進(jìn)一步提高傳輸速率、覆蓋率以及網(wǎng)絡(luò)吞吐量…等，而過往3G、4G，甚至4.5G所使用的技術(shù)性能已達(dá)極限，而且不敷5G通訊技術(shù)的要求。相關(guān)業(yè)者如果還想循過去模式通吃市場，難度很高…

　　估計(jì)2020年，隨著UltraHD 4K、8K視訊分辨率標(biāo)準(zhǔn)普及、連網(wǎng)終端裝置數(shù)量也將超過500億臺(tái)，將需要大于現(xiàn)今10倍的頻譜與傳輸速率，才能因應(yīng)，而這也驅(qū)動(dòng)5G通訊技術(shù)的快速發(fā)展。

　　目前，5G通訊技術(shù)正如火如荼的開展中，不僅標(biāo)準(zhǔn)制定單位——由第三代合作伙伴計(jì)劃（3GPP）將各版本（Release），也就是所謂的Release 13、14…等發(fā)布的時(shí)間縮短為一年一版；全球各國、相關(guān)廠商也積極針對許多5G納入的新技術(shù)——與過去3G、4G所采用的各種技術(shù)完全不同——進(jìn)行研究及場測，期可收集更多數(shù)據(jù)提供給標(biāo)準(zhǔn)制定單位，順勢掌握市場主導(dǎo)地位。

　　不過，值得注意的是，5G通訊技術(shù)由于要提高傳輸速率、覆蓋率、網(wǎng)絡(luò)吞吐量…等，過往3G、4G，甚至4.5G使用的技術(shù)，都已達(dá)極限，不敷5G通訊技術(shù)的要求。因此相關(guān)業(yè)者想要循過去模式通吃市場，難度很高，未來5G市場不僅不會(huì)再是一家獨(dú)大的狀況，還會(huì)呈現(xiàn)百家爭鳴、進(jìn)而異業(yè)結(jié)盟的態(tài)勢。

　　標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展現(xiàn)況

　　5G標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范目前正由3GPP制定中。據(jù)了解，3GPP預(yù)計(jì)在2019或2020年底定5G通訊標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，不過將是使用6GHz以下頻段的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，毫米波（mmWAVE）由于技術(shù)對現(xiàn)有業(yè)者或一般工程師來說較為「陌生」，相對技術(shù)難度也較高，因此將較6GHz頻段部份的規(guī)范晚些發(fā)布。

　　會(huì)有這樣的區(qū)別，除了6GHz以下與毫米波技術(shù)的難易度差距較大之外，6GHz技術(shù)對業(yè)者來說也較熟悉。羅德史瓦茲（R&S）系統(tǒng)及工程維修服務(wù)部經(jīng)理盧明政表示，目前3GPP對于5G通訊技術(shù)要采用那些頻段仍未相當(dāng)確定，尤其是毫米波的部份，而6GHz以下帶寬有限，天線技術(shù)是目前工程師較熟悉，且也具備相關(guān)開發(fā)知識(shí)，因此這也是3GPP計(jì)劃2020年先發(fā)布6GHz頻段以下標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。

　　另一方面，5G通訊納入6GHz頻段以下的目的，在于期望可充份提高頻譜利用率，改善4G技術(shù)頻譜使用率不盡如人意的問題。國家儀器（NI）技術(shù)營銷經(jīng)理潘建安指出，從2018年韓國冬季奧運(yùn)、2019年世界足球錦標(biāo)賽，以及2020年日本東京奧運(yùn)幾個(gè)重要的運(yùn)動(dòng)賽事，都將作為5G通訊實(shí)驗(yàn)網(wǎng)，對5G技術(shù)來說可視為重要的里程碑。且這也是要證明5G通訊技術(shù)可以讓許多用戶同時(shí)使用，服務(wù)也不會(huì)中斷，更不會(huì)出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)塞車問題。

　　愛立信（Ericsson）網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品事業(yè)部5G架構(gòu)負(fù)責(zé)人Joakim Sorelius認(rèn)為，5G通訊技術(shù)6GHz以下頻段規(guī)范納入的技術(shù)，部份與現(xiàn)有的LTE技術(shù)相同，可「重復(fù)使用」。也進(jìn)而讓5G通 訊技術(shù)可向下兼容LTE；而高頻的部份，因涉及覆蓋率、延遲與傳輸距離短…等問題，則需要全新的技術(shù)才能因應(yīng)。

　　圖1：3GPP 5G技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范時(shí)程 （來源：愛立信圖）

　　mmWAVE規(guī)范還有得等…

　　采用高頻段的毫米波相關(guān)規(guī)范，則由于使用的頻段尚未決定，須到2020年之后才會(huì)定案。華壹生活科技（ALifecom）技術(shù)營銷副總高淑華從各代行動(dòng)通訊技術(shù)發(fā)展解釋，今年3月3GPP發(fā)布了Release 13與14，并在Release 14加入物聯(lián)網(wǎng)（IoT）的概念，亦即NB-IoT，可實(shí)現(xiàn)LTE-Advanced Pro；而5G真正的名稱為IMT-2020，規(guī)范是Release 15和16。根據(jù)3GPP的計(jì)劃，2017年會(huì)宣布最終版Release 14、2018年Release 15，2019年則是Release 16。其中，6GHz以下頻段是2020年第一波發(fā)布的5G規(guī)范；6GHz、10GHz以上的毫米波規(guī)范則預(yù)期會(huì)在2022年底定。

　　宜特科技（iST）訊號(hào)測試事業(yè)處工程處協(xié)理余天華指出，高頻段的毫米波不僅現(xiàn)階段的天線設(shè)計(jì)工程師對該頻段不熟悉，還會(huì)帶來其他開發(fā)挑戰(zhàn)。首先，現(xiàn)有互補(bǔ)式金屬氧化物半導(dǎo)體（CMOS）芯片需要使用新的制程，才能提高良率，否則將面臨如同現(xiàn)今60GHz頻段芯片良率只有15~20%的窘境；而新制程則需要重新設(shè)置半導(dǎo)體制程反應(yīng)室（Chamber）。

　　不僅如此，現(xiàn)今支持2.7GHz頻段的放大器，也須進(jìn)一步透過新技術(shù)「升級」以支持更高頻段，從成本的角度來看，目前60GHz放大器成本一顆約2萬美元；而5G技術(shù)要求做到大規(guī)模數(shù)組天線多重輸入多重輸出（Massive MIMO）則最少得需要48顆放大器，成本的壓力顯而易見。余天華進(jìn)一步說明，現(xiàn)階段的天線模塊設(shè)計(jì)工程師對于單天線的MIMO技術(shù)可謂相當(dāng)?shù)眯膽?yīng)手，軍方長期使用的矩陣式MIMO天線，勢必會(huì)為工程師帶來新的技術(shù)門坎，有意發(fā)展相關(guān)技術(shù)的廠商可能甚至得汰換現(xiàn)有的工程師，找尋新人才，才能順利研發(fā)。

　　潘建安表示，5G毫米波頻段標(biāo)準(zhǔn)分為Phase 1與Phase 2兩階段。Phase 1討論40GHz以下的技術(shù)，涵蓋Release 13、14、15的Massive MIMO、波束成型（Beamforming）與由2D轉(zhuǎn)到全維度（full dimension）等技術(shù)；Phase 2則將討論不再采用正交頻分多任務(wù)（OFDM）的狀況下，有哪些新的調(diào)變技術(shù)可用，目前NTT DoCoMo提出非正交多任務(wù)存取（NOMA）；沃達(dá)豐（Vodafone）、英特爾（Intel）、華為（HuaWei）。。等支持通用頻分多任務(wù)（GFDM）；阿爾卡特-朗訊（Alcatel-Lucent）則支持通用濾波多載波（UFMC）/FBMC，未來何種技術(shù)可望成為標(biāo)準(zhǔn)，尚未明確，各個(gè)技術(shù)的支持廠商也正進(jìn)行場測，期可提交更多數(shù)據(jù)獲得3GPP或其他成員的認(rèn)同。

　　總而言之，由于5G行動(dòng)通訊技術(shù)在沒有干擾的狀況下，要達(dá)到大于10Gbps數(shù)據(jù)傳輸率；或是最少也要大于50Mbps，且移動(dòng)狀態(tài)下的訊號(hào)質(zhì)量也要比現(xiàn)在的4G還要好。因此采用新的調(diào)變技術(shù)與使用毫米波頻段，與4G技術(shù)相比，技術(shù)難度翻了好幾倍，要用哪些調(diào)變技術(shù)才能真正發(fā)揮毫米波頻段的優(yōu)點(diǎn)，并非3GPP成員一朝一夕討論后即可定案，也非標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范出來，業(yè)者就能馬上推出產(chǎn)品，因此需要多方考慮，以及持續(xù)討論相關(guān)技術(shù)可行性，因而3GPP將毫米波標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范放在第二波公布。

　　高通認(rèn)為，從5G標(biāo)準(zhǔn)化的進(jìn)程看，關(guān)于5G技術(shù)的第一版Release以及相應(yīng)的技術(shù)規(guī)范可望在2018年發(fā)布。5G是一個(gè)全新的系統(tǒng)，意味著該技術(shù)包含非常多目前4G技術(shù)所不支持的全新功能，一方面，5G和4G技術(shù)仍有很多相似性，比如在波形技術(shù)上。高通指出，5G和4G會(huì)一樣會(huì)采用OFDM的波形技術(shù)；另一方面，5G和4G也有非常多的差異，5G要支持眾多跨產(chǎn)業(yè)的不同用途，不僅只是「高速行動(dòng)寬帶」的要求，還包括大量物聯(lián)網(wǎng)和關(guān)鍵業(yè)務(wù)型應(yīng)用等，因此，對5G技術(shù)的要求，將遠(yuǎn)比4G多更多，因此也難怪3GPP將技術(shù)規(guī)范細(xì)分為6GHz與毫米波Phase 1、Phase 2，并階段性的發(fā)布。