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迎接5G時代 業界力拱全球標準

上網時間: 2014年09月04日     打印版  Bookmark and Share  字型大小:  

關鍵字:5G  毫米波  4G  LTE  頻譜 

因應業界對於下一代通訊技術與產業共生體系的標準要求,邁向5G網路的發展藍圖逐漸清晰,有關5G技術與全球標準的研發活動也陸續展開,包括歐盟、美國、英國與法國紛紛啟動研究計劃,期望在新一輪的競賽中佔據優勢地位。而在亞洲,5G的研發也不甘示弱,中國、韓國與日本等地正加快了腳步。

5G合作與聯盟形成

各國政府與業界組織正針對可望成為全球性的5G標準形成初步共識,目標均在於為大多數採用毫米波(millimeter wave)頻率的下一代服務而舖路。

歐洲與韓國的監管機構以及研究人員們已經在今年六月中旬針對5G合作達成協議了。去年底於歐洲成立的研究組織──‘5G公私合作聯盟’(5GPPP)主席Werner Mohr表示,他希望今年秋天能夠在歐洲、中國與日本之間見到更多類似的政府與產業雙邊協議到位。

他強調,歐洲監管機構以及美國聯邦通訊委員會(FCC)之間已經展開5G會談了。然而,相較於中國、歐洲、韓國與日本,美國至今尚未形成一個5G產業組織來表達看法。

「我們試著進行各種初期的討論,為建立一個全球性的5G標準做好準備,」Mohr指出,「我們的目標是希望能在2015年以前達到共同的願景以及對於系統要求的共識。這是為了達到2015年世界無線電通信大會(WRC-15)的頻譜要求與期待所必備的。」

2015年世界無線電通信大會(WRC-15)將於2015年11月2-27日在日內瓦舉行。國際電信聯盟(ITU)每隔三、四年就會舉辦一次這樣的盛會,它是規劃全球頻譜利用的重要會議。即將在2015年舉辦的下一屆會議已經被視為諧調5G毫米波服務的重要時刻了。

目前,全球對於在2020年時過渡至5G服務的看法「十分類似,但並不完全相同,」Mohr說。

例如,韓國的研究人員積極推動50Gbps的性能來因應超高解析視訊的無線傳輸服務。歐洲研究人員則將最高數據傳輸率設定在10-20Gbps,但他們也希望能支援毫秒級的延遲,以便實現一些像駕駛汽車與工廠機器人等應用。

5G種子在中國萌芽

在共同議定的頻段上建立起一項全球標準,將有助於觀光、商旅人士,以及業界科技公司──他們必須開發可支援所有全球標準與頻段的產品。

當今全球所使用的LTE服務分別透過40種以上的不同頻段進行傳輸。針對5G服務,研究人員們正自28GHz至200GHz的頻段範圍內探索多種概念——這一頻譜範圍比起目前使用的蜂巢式服務更加廣泛。

針對過去的3G與4G世代,中國分別推動著不同的自有標準。中國針對3G推動的TD-SCDMA標準並未在市場上取得顯著動能,但其自有的TDD-LTE則獲得多方採用。

相較於專注單一標準,Mohr推測,開發商支援兩種LTE版本可能得花費更多20-30%的努力。此外,他表示,當市場分歧時,技術供應商所能取得的經濟規模也較低。

如同任何地區或企業一樣,中國一直積極地爭取在知識財產權(IP)的平等地位。過去,中國製造商在生產由西方國家定義的標準時,支付了龐大的授權費用。中國國家863計劃5G專家組組長兼南京東南大學教授尤肖虎表示,看好下一世代的來臨,中國積極致力於開發各種5G技術已有一段時間了。

例如,中國移動(China Mobile)提出了像雲端服務與核心伺服器叢集一樣執行蜂巢式網路的概念。尤肖虎表示,雲端無線電接取網路(C-RAN)「是未來中國在5G架構方面得以超越美國與歐洲的一個領域。我們目前已經針對這個方向進行許多基礎研究與實際建置了。」

至於未來是否會出現一個或多個5G標準?目前難以定論,但Mohr希望今秋就能見到相關的作協議出現,從而為明年帶來一些研討會等活動,進一步促成在5G服務與系統方面的共識。

歐盟(EU)還將選舉從11月起在國會工作的新代表。但相較於中國與日本,Mohr認為這可能會延遲監管機構努力取得5G合作協議的工作時程。

WRC-15被視為有助於協調頻譜分配以實現5G毫米波服務的重要時刻
WRC-15被視為有助於協調頻譜分配以實現5G毫米波服務的重要時刻
(來源:China IMT-2020)

亞洲崛起:中、韓積極佈局5G服務

中國與韓國的研究組織正致力於開發相關技術,迎接將在2020年前後啟用的5G蜂巢式服務。在去年舉行的5G交流會議上,雙方還答署了合作備忘錄。繼韓國之後,中國與日本也將在今年秋天與歐盟的5GPPP達成協議。

「我們的目標是合作進行5G研究,以期能共同為未來的5G全球標準有所貢獻,並可能展開一些合作研究計劃,」尤肖虎表示,中國已分別在3G與4G時代主導了TD-SCDMA與TDD-LTE版本,至於「是否在5G方面也開發自有標準,目前還言之過早。」

在介紹中國致力於5G發展的IMT-2020(5G)推動小組時,尤肖虎指出,蜂巢式和Wi-Fi的5G發展藍圖最後都將融合於毫米波技術(如圖),這表示未來獨立的5G標準可能來自於IEEE或ITU。

現有的通訊技術演變
現有的通訊技術演變

中國的5G計劃中有55家企業成員,包括中國移動、華為(Huawei)與中興(ZTE)等國內公司、當地的大學以及海外企業,如愛立信(Ericcson)和Nokia Solutions and Networks。截至目前為止,該小組已經開發出一系列的關鍵技術與展示項目,包括毫米波頻段等。

「中國的大學院校從十年前開始進行GHz高頻方面的研究,」尤肖虎說,「2006年,我們還首度利用分佈式天線技術在3.5GHz頻段進行4G系統的現場試驗,如今,我們正將注意力集中在6-11GHz的無線電與毫米波(45-65GHz) 技術,期望能在2015年底以前成功建立一個展示項目。」

尤肖虎說:「5G的目標在於達到100bits/s/Hz的頻譜利用率,利用一些多重輸入多重輸出(MIMO)天線以及OFDM等空間調變技術。」

「大規模MIMO可有效利用空間資源,從而使基地台的容量提高10倍以上。」此外,他還表示, 70%以上的行動數據流量是在室內產生的,因此,他提出了為蜂巢式覆蓋範圍「分配不同頻率」的作法,例如「低頻用於室外覆蓋,高頻則用於室內。」

(下一頁繼續:韓國力推5G)


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