5G 不再僅僅是一個(gè)承諾——它是非常真實(shí)的龐大市場(chǎng)，盡管其實(shí)施尚處于起步階段。2019 年有兩個(gè)例子表明 5G 的部署正在成為現(xiàn)實(shí)。其中之一是 Verizon 在其所有 NFL 橄欖球賽場(chǎng)中都推出了 5G 服務(wù)；另一個(gè)例子在韓國(guó)，5G 用戶(hù)在當(dāng)年 8 月——僅在本地運(yùn)營(yíng)商推出商業(yè)化技術(shù)四個(gè)月后便達(dá)到 200 萬(wàn)以上。在本文中，我們將探討小型基站密集化、頻譜采集、頻譜共享和大規(guī)模 MIMO 等領(lǐng)域中 5G 的發(fā)展趨勢(shì)。盡管普及尚需時(shí)日，但 5G 有望成為有史以來(lái)增長(zhǎng)最快的移動(dòng)技術(shù)。根據(jù)全球移動(dòng)供應(yīng)商協(xié)會(huì)（GSA）的調(diào)研，5G 的增長(zhǎng)速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)快于 4G LTE ——部署節(jié)奏超越后者約兩年；其最近發(fā)布的數(shù)據(jù)表明，全球有 50 多家運(yùn)營(yíng)商推出了 5G 移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)，并且至少有 60 款不同的 5G 移動(dòng)設(shè)備可用。

最終，5G 將帶來(lái)改變生活的影響，并顛覆許多行業(yè)。但是，在 2020 年，運(yùn)營(yíng)商將重點(diǎn)支持前兩個(gè)主要 5G 用例：更快的移動(dòng)連接性和帶來(lái)高速無(wú)線連接的固定無(wú)線接入（FWA）。

Qorvo 在其《5G RF 傻瓜書(shū)（5G RF for Dummies）》第二版中強(qiáng)調(diào)了 5G 的高速發(fā)展；這本新近更新的著作描述了將 5G 愿景變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)的關(guān)鍵趨勢(shì)與技術(shù)支持因素。

Verizon 在其所有 NFL 橄欖球賽場(chǎng)中都推出了 5G 服務(wù)

https://www.verizonwireless.com/business/articles/business/stadium-transformation-verizon-5g/

全球移動(dòng)供應(yīng)商協(xié)會(huì)（GSA）

https://gsacom.com/paper/50-5g-commercial-networks-november-snapshot/

《5G RF 傻瓜書(shū)（5G RF for Dummies）》第二版

https://www.qorvo.com/design-hub/ebooks/5g-rf-for-dummies

以下是書(shū)中的一些要點(diǎn)。

1. 網(wǎng)絡(luò)密集化與小型基站

5G用戶(hù)將需要更多的蜂窩基站以大幅擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)容量并支持?jǐn)?shù)據(jù)流量的增長(zhǎng)。這促使移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商（MNO）急于采用小型基站（即人口稠密的城區(qū)中安裝在建筑物、路燈柱等場(chǎng)合的小型低功率基站）來(lái)提高網(wǎng)絡(luò)密集度。這些小型基站將幫助MNO滿(mǎn)足用戶(hù)對(duì)大量數(shù)據(jù)的渴求，改善服務(wù)質(zhì)量。

2. 頻譜收集

5G 需要大量帶寬。更大的帶寬使運(yùn)營(yíng)商可以增加容量并提高數(shù)據(jù)速率，從而使用戶(hù)可以更快地下載大文件并獲得高分辨率的無(wú)抖動(dòng)流媒體。物理層和更高層的設(shè)計(jì)與頻率無(wú)關(guān)，但為每個(gè)層制定了單獨(dú)的無(wú)線電性能要求。較低的頻率范圍（FR1）也稱(chēng)為 sub-7GHz，即 410 - 7,125 MHz 頻段；較高的頻率范圍（FR2）也稱(chēng)為毫米波（mmWave），范圍為 24.25 - 52.6 GHz。

為了獲得 FR1 和 FR2 中的帶寬，必須分配更多的頻譜。目前，約 40 個(gè)國(guó)家和地區(qū)的監(jiān)管機(jī)構(gòu)已經(jīng)分配了新的頻率并實(shí)現(xiàn)了 LTE 頻譜的重新劃分，然而，這還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。根據(jù) GSA 的數(shù)據(jù)，有 54 個(gè)國(guó)家計(jì)劃從現(xiàn)在起到 2022 年底分配更多頻譜，以盡可能地至少解決一部分問(wèn)題。

3. 4G 到 5G 網(wǎng)絡(luò)的演進(jìn)

5G 無(wú)線電接入網(wǎng)絡(luò)（RAN）旨在與現(xiàn)有 4G LTE 網(wǎng)絡(luò)配合使用。3GPP 允許多個(gè)新無(wú)線電（NR）部署選項(xiàng)。因此，如下圖所示，通過(guò)從非獨(dú)立（NSA）到獨(dú)立（SA）組網(wǎng)，MNO 可以更輕松地遷移至 5G。

4. 動(dòng)態(tài)頻譜共享

動(dòng)態(tài)頻譜共享（DSS）是一項(xiàng)新技術(shù)，可以進(jìn)一步幫助實(shí)現(xiàn)從 4G 到 5G 的平滑遷移。借助 DSS，運(yùn)營(yíng)商可以允許 4G 和 5G 用戶(hù)共享同一頻譜，而不必將頻譜的每個(gè)部分專(zhuān)用于 4G 或 5G。這意味著運(yùn)營(yíng)商可以更有效地使用其網(wǎng)絡(luò)，并根據(jù)用戶(hù)需求分配容量從而優(yōu)化用戶(hù)體驗(yàn)。因此，隨著 5G 用戶(hù)數(shù)量的增加，網(wǎng)絡(luò)可以在總?cè)萘恐袨槊總€(gè)用戶(hù)動(dòng)態(tài)分配更多容量。

5. 毫米波（mmWave）

5G 網(wǎng)絡(luò)可以使用毫米波 FR2 頻譜來(lái)提供最高的數(shù)據(jù)速率，在該頻譜中可以使用大范圍的帶寬。毫米波現(xiàn)已成為現(xiàn)實(shí)：5G 網(wǎng)絡(luò)正在將其用于 FWA 和移動(dòng)設(shè)備，并將在將來(lái)用于其它用例。隨著 5G 網(wǎng)絡(luò)部署的擴(kuò)大和適用于家用設(shè)備的出現(xiàn)，運(yùn)營(yíng)商預(yù)計(jì)將 FWA 推廣到更多家庭。

6. 大規(guī)模 MIMO

MIMO（多輸入多輸出）通過(guò)使用多個(gè)天線以相同的帶寬傳送多個(gè)數(shù)據(jù)流來(lái)提高數(shù)據(jù)速度和網(wǎng)絡(luò)容量。當(dāng)今的許多 LTE 基站已經(jīng)使用多達(dá) 8 根天線來(lái)傳輸數(shù)據(jù)，但是 5G 引入了大規(guī)模 MIMO，它使用 32 或 64 個(gè)天線，在將來(lái)甚至還會(huì)更多。大規(guī)模 MIMO 對(duì)毫米波尤為重要，因?yàn)槎鄠€(gè)天線集中了收發(fā)信號(hào)，以提高數(shù)據(jù)速率并補(bǔ)償高頻下的傳播損耗。這極大地提升了吞吐量和能效。

7. RFFE 創(chuàng)新助力 5G

真正實(shí)現(xiàn) 5G 愿景需要?jiǎng)?chuàng)新射頻前端（RFFE）技術(shù)的參與。隨著手機(jī)、基站和其它設(shè)備變得越來(lái)越時(shí)尚、小巧，RFFE 將需要在更少的空間中獲得更強(qiáng)大性能，同時(shí)提高能效。一些 RF 技術(shù)是實(shí)現(xiàn) 5G 目標(biāo)的關(guān)鍵；它們包括：

氮化鎵（GaN）。GaN 非常適合能夠在高溫下工作的大功率晶體管。GaN PA 在 5G 中的潛力才剛剛開(kāi)始被認(rèn)識(shí)到。其所具備的高射頻功率、低直流功耗、小尺寸和高可靠性使設(shè)備制造商可以制造體積更小、重量更輕的基站。通過(guò) GaN PA，運(yùn)營(yíng)商可以以更少的天線陣列單元和更低的功耗，滿(mǎn)足毫米波傳輸?shù)母咝蜉椛涔β剩‥IRP）輸出規(guī)范。這使得系統(tǒng)重量更輕，安裝成本更低。

BAW 濾波器。5G 所使用的頻段及載波聚合（CA）組合的數(shù)量大幅增加，并且需要與許多其它無(wú)線標(biāo)準(zhǔn)共存，這意味著高性能濾波器對(duì)于避免干擾至關(guān)重要。表面聲波（SAW）和體聲波（BAW）濾波器占板面積小、性能卓越且價(jià)格適中，是 5G 移動(dòng)設(shè)備中使用的主要濾波器類(lèi)型。