2017年正成為5G發(fā)展的關(guān)鍵一年。盡管嶄新的無線世代即將到來，5G相關(guān)話題的熱門程度仍將持續(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)眼已過了幾個月，而5G依舊為眾所矚目的焦點(diǎn)。在今年1月初的國際消費(fèi)電子展（CES）中，高通（Qualcomm）在專題演講時介紹了重大的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AT&T與Verizon也各自發(fā)表聲明，表達(dá)在2017年至2018年初于美國進(jìn)行5G現(xiàn)場測試的意圖。

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）無線接取網(wǎng)絡(luò)（RAN）全體會議中，全球行動通訊巨擘共同研討了5G新空中接口規(guī)格第一階段（Phase1）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)3GPPRelease15中。

種種跡象顯示，2017年正成為5G發(fā)展的關(guān)鍵一年。盡管嶄新的無線世代即將到來，5G相關(guān)話題的熱門程度仍將持續(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)展的新興趨勢與走向。

5G行動通訊標(biāo)準(zhǔn)逐漸成形

在針對5G標(biāo)準(zhǔn)從頭開始定義嶄新的網(wǎng)絡(luò)之際，兩種截然不同的架構(gòu)（以時間區(qū)隔）正逐漸浮上臺面。簡單來說，3GPP必須定義用于與現(xiàn)有「演進(jìn)封包核心」（EvolvedPacketCore；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)又稱為「非獨(dú)立式」（Non-StandAlone；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，并同時加快商業(yè)化與布署。

另一種架構(gòu)則為「獨(dú)立式」（StandAlone；SA）架構(gòu)，主張較長的時程，以重復(fù)運(yùn)用混合式系統(tǒng)提出的組件來定義新的5G核心網(wǎng)絡(luò)（5GCN）。這兩種途徑都必須歷經(jīng)從無到有的漫長建置，協(xié)議中的較低層級（尤其是Layer1與Layer2）將成為5G新無線電（5GNR）技術(shù)的基礎(chǔ)區(qū)塊；而3GPP在這方面的定義上已有長足進(jìn)展。

另外，值得注意的是，5GNRRAN1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，Layer1）早期架構(gòu)，最多可包含8個次載波（如圖1）。該物理層將針對低于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意，繼而達(dá)成目標(biāo)。而現(xiàn)階段，增強(qiáng)型行動寬帶（EMBB）可望做為優(yōu)先使用案例。如果要達(dá)到端對端低延遲，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估。而所提議的架構(gòu)將可同時因應(yīng)更快速的數(shù)據(jù)與響應(yīng)速度。

5GLayer1包含8個次載波

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。在日后的會議中，可能會有一項(xiàng)或多項(xiàng)研究項(xiàng)目晉升工作項(xiàng)目。若能成功通過工作項(xiàng)目階段，3GPP就能將新的技術(shù)/使用案例納入3GPPRelease15或后續(xù)版本中。而其中幾個有待進(jìn)一步研究的主題，包括非正交波形（NOMA）、非地面網(wǎng)絡(luò)、車對車（V2V）與車聯(lián)網(wǎng)（V2X），以及整合式回程存?。↖AB）等相關(guān)研究項(xiàng)目。

意外的是，LTE世代尚未告終。在Dubrovnik的會議中也導(dǎo)入了多個工作項(xiàng)目，以期進(jìn)一步發(fā)展LTE標(biāo)準(zhǔn)；有鑒于此，LTE技術(shù)不僅會延續(xù)下去，還會持續(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，與會者也提交了其他多個有意納入Release15的主題，包括擴(kuò)展V2V與V2X的涵蓋范圍、具備1024QAM調(diào)變的固定無線存取，以及強(qiáng)化的穩(wěn)定度。這也表示，3GPP并不打算單靠5GNR來滿足各方目的與目標(biāo)，而會轉(zhuǎn)而結(jié)合LTE與5GNR，以因應(yīng)市場所需。

最后，3GPP也同意加速5G的交付進(jìn)程，提前達(dá)6個月實(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個月后推出。若將時間表倒推，表示5GNR的Layer1與Layer2勢必要在2017年12月大致底定。此一時程極富雄心壯志，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舉辦的會議，已為5G的未來展望立下明確、重大的里程碑。

5G原型翩然成形

雖然5GPhase1（即3GPPRelease15）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)化端對端網(wǎng)絡(luò)的各個組成組件。

3GPP與IMT2020定義三種5G應(yīng)用案例

來自學(xué)術(shù)界與產(chǎn)業(yè)界（例如電信業(yè)與行動設(shè)備制造商）的無線技術(shù)研究人員，近來已于各種場合展示5G概念；隨著技術(shù)趨于成熟，這些公開展示勢必會開始進(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，無論是年初的MWC、5月的IEEE國際通訊研討會（ICC），還是12月的IEEE全球通訊會議（GLOBECOM），與會者都有機(jī)會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)場測試，此一熱潮可望繼續(xù)延燒。在Verizon推出專屬的「5G」規(guī)格基礎(chǔ)架構(gòu)后，客戶端設(shè)備（CPE）與智能裝置公司勢必得全力生產(chǎn)相關(guān)產(chǎn)品，才能跟上電信業(yè)者的緊湊時程。雖然美國當(dāng)?shù)氐牟际鹂赡軙赜诠潭ㄊ綗o線寬帶技術(shù)接取（也就是提供家用寬帶接?。伺e依舊可視為mmWave技術(shù)室外應(yīng)用的首個商用布署實(shí)例。

有鑒于韓國打算在2018年的平昌冬季奧運(yùn)會展現(xiàn)自身的5G技術(shù)實(shí)力，預(yù)計(jì)在實(shí)際行動環(huán)境中運(yùn)用mmWave的測試案例勢將不斷增加?？罩袀鬏敚∣TA）測試就是其中一個例子，它會連接至核心網(wǎng)絡(luò)，以供研究人員評估涵蓋范圍（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，測試需要確定一個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、錯誤向量幅度（EVM）、位錯誤率（BER）與字組錯誤率（BLER）皆為5G網(wǎng)絡(luò)的重要指針，但實(shí)際網(wǎng)絡(luò)中的OTA測試將可解答攸關(guān)mmWave可行性與能見度的眾多疑問。正因mmWave天線波束具有方向性，仿真與接線式測試的效果將不若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)開發(fā)的產(chǎn)品上；不過，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，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。

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