5G標(biāo)準(zhǔn)持續(xù)演進(jìn)

開(kāi)展新形態(tài)應(yīng)用

5G網(wǎng)絡(luò)正在全球各地如火如荼地推展中，但其技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)仍在持續(xù)演進(jìn)，以支持更多不同型態(tài)的應(yīng)用模式，像是遠(yuǎn)程醫(yī)療、自動(dòng)駕駛等應(yīng)用，都有賴(lài)于具備高帶寬、低延遲的5G網(wǎng)絡(luò)來(lái)實(shí)現(xiàn)。本文將為您介紹5G網(wǎng)絡(luò)的最新發(fā)展，以及ADI、Murata、Molex、onsemi等供應(yīng)商的解決方案。

高數(shù)據(jù)速率、低延遲的5G網(wǎng)絡(luò)

5G的全稱(chēng)為第五代行動(dòng)通信技術(shù)（5th generation mobile networks），是由3GPP組織所定義的最新一代行動(dòng)通信技術(shù)，為4G（LTE-A、WiMAX-A、LTE）系統(tǒng)后續(xù)的演進(jìn)。5G的效能目標(biāo)是高數(shù)據(jù)速率、減少延遲、節(jié)省能源、降低成本、提高系統(tǒng)容量和大規(guī)模設(shè)備連接。

5G標(biāo)準(zhǔn)是從3GPP第15版（2018年第2季度）引入的，目前已經(jīng)演進(jìn)到最新的第17版（2022年第3季度）。5G早期專(zhuān)注于eMBB、URLLC和mMTC應(yīng)用領(lǐng)域，到現(xiàn)在5G也轉(zhuǎn)向多元化的實(shí)際應(yīng)用，如RedCap或NR lite、NTN衛(wèi)星和機(jī)載設(shè)備。3GPP預(yù)計(jì)2025年左右商用3GPP第18版18（5G - Advanced）標(biāo)準(zhǔn)，預(yù)計(jì)實(shí)現(xiàn)提供20Gbps的下行速率與10Gbps的上行速率。

跟前幾代技術(shù)類(lèi)似，5G網(wǎng)絡(luò)屬于蜂巢網(wǎng)，它將服務(wù)地區(qū)根據(jù)地理位置分成一個(gè)個(gè)更小的蜂巢。蜂巢里的5G無(wú)線(xiàn)設(shè)備使用無(wú)線(xiàn)電波，通過(guò)蜂巢里的本地天線(xiàn)來(lái)連接互聯(lián)網(wǎng)和電話(huà)網(wǎng)。

5G除了為手機(jī)或平板提供更大的帶寬以滿(mǎn)足連接上網(wǎng)需求，也將因應(yīng)智能家庭、智能城市或是智能工廠等服務(wù)的推行，整合現(xiàn)有用戶(hù)導(dǎo)向無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，提供大量量測(cè)儀器設(shè)備與各類(lèi)附屬傳感器產(chǎn)品通過(guò)5G連接上網(wǎng)。

新標(biāo)準(zhǔn)與新技術(shù)滿(mǎn)足不同應(yīng)用的需求

當(dāng)前的5G網(wǎng)絡(luò)發(fā)展，有幾項(xiàng)最重要的應(yīng)用技術(shù)，包括eMBB、URLLC和mMTC、NTN、RedCap。eMBB全稱(chēng)為增強(qiáng)型行動(dòng)寬帶通信（Enhanced Mobile Broadband），主要針對(duì)具有高用戶(hù)密度的區(qū)域，其對(duì)于移動(dòng)性的需求較低，但會(huì)需要非常高的數(shù)據(jù)傳輸量，因此這類(lèi)用戶(hù)的數(shù)據(jù)傳輸率比廣域覆蓋的用戶(hù)還高。

URLLC則是超可靠度和低延遲通信（Ultra-reliable and Low Latency Communications）的縮寫(xiě)，此種應(yīng)用對(duì)于數(shù)據(jù)傳輸量，時(shí)延和可靠性的要求非常嚴(yán)格。例如工業(yè)自動(dòng)化制造或生產(chǎn)過(guò)程的無(wú)線(xiàn)控制、遠(yuǎn)程醫(yī)療手術(shù)、智能電網(wǎng)配電自動(dòng)化、運(yùn)輸安全、無(wú)人駕駛等，需要高可靠度（錯(cuò)誤率低于10-5）且低時(shí)間延遲（低于1毫秒）的通信應(yīng)用。

mMTC則是大規(guī)模機(jī)器型通信（Massive Machine Type Communications）的縮寫(xiě)，該應(yīng)用的特征在于連接大量設(shè)備，約每平方公里內(nèi)有100萬(wàn)個(gè)設(shè)備的設(shè)備間通信需求，其發(fā)送數(shù)據(jù)量較低且對(duì)于傳輸數(shù)據(jù)延遲有較低需求。此外，此設(shè)備須具有非常低的制造成本，且須有很長(zhǎng)的電池壽命。

NTN則是指非地面網(wǎng)絡(luò)（Non-Terrestrial Networks），用以支持衛(wèi)星接入功能，為了讓5G提供無(wú)處不在的連接，使它也能夠在非陸地區(qū)域提供網(wǎng)絡(luò)覆蓋，如海上和無(wú)地面蜂巢式網(wǎng)絡(luò)覆蓋的偏遠(yuǎn)地區(qū)，用于擴(kuò)大關(guān)鍵用例的網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍，如全球資產(chǎn)追蹤（例如海上集裝箱或蜂巢式網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍之外的其它終端）。

RedCap（Reduced Capability）則是3GPP在5G R17階段，專(zhuān)門(mén)立項(xiàng)研究的一種新技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，它此前的名字就是NR light（NR lite），就是一種輕量級(jí)的5G網(wǎng)絡(luò)。RedCap支持三大業(yè)務(wù)場(chǎng)景，分別是可穿戴設(shè)備、工業(yè)傳感器和視頻監(jiān)控。根據(jù)預(yù)測(cè)，RedCap的模塊價(jià)格將遠(yuǎn)低于目前的5G模塊，但是會(huì)比NB-IoT模塊高。

提供客戶(hù)完整的5G應(yīng)用產(chǎn)品與專(zhuān)業(yè)知識(shí)

針對(duì)5G應(yīng)用，眾多電子零件供應(yīng)商也推出多種產(chǎn)品來(lái)加以因應(yīng)。以ADI為例，它推出了支持24 GHz至48.2 GHz的5G毫米波射頻前端IC，通過(guò)在提供高集成度的同時(shí)優(yōu)化功耗、帶寬和性能，打破了窄帶供應(yīng)商模式。此外，結(jié)合ADI深厚的射頻行業(yè)專(zhuān)業(yè)知識(shí)和豐富的射頻產(chǎn)品，可幫助客戶(hù)開(kāi)啟整個(gè)無(wú)線(xiàn)頻譜范圍，以及隨之而來(lái)的極低延遲通信發(fā)展機(jī)遇。

另一方面，ADI 也推出 RadioVerse 技術(shù)和設(shè)計(jì)生態(tài)系統(tǒng)，集成了收發(fā)器技術(shù)、可靠的開(kāi)發(fā)環(huán)境，以及特定市場(chǎng)的技術(shù)專(zhuān)業(yè)知識(shí)，這些都促使新射頻設(shè)計(jì)由概念快速變成現(xiàn)實(shí)。若您對(duì)更多 ADI 的 5G 解決方案有興趣，請(qǐng)參考以下網(wǎng)站：https://www.analog.com/en/applications/technology/5g.html。

Murata也針對(duì)5G生態(tài)系統(tǒng)擴(kuò)展毫米波、熱管理、優(yōu)化器件面積和延長(zhǎng)電池壽命等元器件級(jí)方面的布署。像是陶瓷電容器（適用于射頻電路設(shè)計(jì)中的低ESR）、用于緊湊尺寸設(shè)計(jì)的小尺寸電感器、用于復(fù)雜EMI問(wèn)題的鐵氧體磁珠解決方案，以及SAW濾波器可適用于衛(wèi)星應(yīng)用中的新無(wú)線(xiàn)電波段。

此外，Murata 也針對(duì) 5G 應(yīng)用的微型化、低延遲、電池壽命、溫度管理、移動(dòng)性、5G 區(qū)域網(wǎng)絡(luò)、關(guān)鍵任務(wù)系統(tǒng)、海量物聯(lián)網(wǎng)、eMBB、組件技術(shù)都有專(zhuān)業(yè)的解決方案。請(qǐng)參考 Murata 的網(wǎng)站以獲得更多 5G 解決方案的信息：https://article.murata.com/en-us/series/5g-technology。

產(chǎn)品與射頻制造知識(shí)加速系統(tǒng)開(kāi)發(fā)速度

Molex多年與移動(dòng)設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施、汽車(chē)連接、射頻和其他市場(chǎng)領(lǐng)先企業(yè)的合作經(jīng)驗(yàn)，可幫助客戶(hù)抓住5G機(jī)遇并克服障礙。Molex可提供產(chǎn)品和射頻系統(tǒng)制造專(zhuān)業(yè)知識(shí)，使設(shè)計(jì)人員能夠創(chuàng)建適合大規(guī)模生產(chǎn)的5G產(chǎn)品。將5G功能設(shè)計(jì)到設(shè)備中，不僅涉及選擇最合適的5G組件，還需要熟練地正確整合敏感的射頻天線(xiàn)和連接器。

Molex 的射頻團(tuán)隊(duì)在 5G 研發(fā)方面投入了大量資金，專(zhuān)注于新設(shè)計(jì)，利用最先進(jìn)的制造設(shè)備和技術(shù)，并使用新的更高頻率的射頻測(cè)試室來(lái)推進(jìn)制造。Molex 還與設(shè)備制造商合作并提供支持，幫助他們將 5G 天線(xiàn)和相關(guān)組件集成到他們的下一代產(chǎn)品中。請(qǐng)參考以下網(wǎng)址，以獲得更多關(guān)于 Molex 在 5G 解決方案上的信息：https://www.molex.com/molex/industry/5g_technology/5g。

5G將賦能世界以許多新的方式聯(lián)接和分享新的體驗(yàn)，安森美（onsemi）提供了龐大的產(chǎn)品陣容和創(chuàng)新技術(shù)，持續(xù)幫助客戶(hù)找到解決方案，推動(dòng)設(shè)計(jì)的開(kāi)發(fā)速度。安森美的產(chǎn)品相當(dāng)廣泛，包括應(yīng)用于電源管理的DC-DC電源轉(zhuǎn)換、AC-DC電源轉(zhuǎn)換、MOSFET、門(mén)極驅(qū)動(dòng)器、整流器、低壓降穩(wěn)壓器（LDO），以及用于無(wú)線(xiàn)聯(lián)接的WiFi方案、無(wú)線(xiàn)射頻收發(fā)器、EEPROM存儲(chǔ)器等，將可滿(mǎn)足客戶(hù)在5G產(chǎn)品設(shè)計(jì)上的各種需求。

此外，安森美也有各種規(guī)格的 CMOS 圖像傳感器，像是 AR1335 便非常適合 5G eMBB 應(yīng)用，例如可進(jìn)行強(qiáng)大的 4K 串流、一千萬(wàn)圖素的圖像拍攝，可用于監(jiān)控世界上的各個(gè)角落。關(guān)于安森美更多的產(chǎn)品信息，請(qǐng)參考以下的網(wǎng)址：https://www.onsemi.com/products/5g-enterprise。

結(jié)語(yǔ)

5G網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)成為當(dāng)前推動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)4.0、自動(dòng)駕駛等應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)，隨著世界各國(guó)積極布建5G網(wǎng)絡(luò)，無(wú)論是企業(yè)還是個(gè)人都對(duì)5G應(yīng)用相關(guān)解決方案與服務(wù)的需求日益殷切，市場(chǎng)發(fā)展?jié)摿O為驚人。本文僅能概括性的介紹幾家5G解決方案供應(yīng)商的產(chǎn)品，有興趣深入了解更多產(chǎn)品的讀者，歡迎到各家廠商的網(wǎng)站上了解更多的信息，或直接與艾睿電子聯(lián)絡(luò)以獲得最全面的服務(wù)。