5G來了!5G已經(jīng)正式開始邁入研發(fā)階段,事實(shí)上,5G所帶來的一個(gè)重要概念,就是Gbps Anywhere。而其傳輸速率也比4G高出約一百倍左右。5G所要求的傳輸速度,不只要快,還要即時(shí)性(Real Time)與可靠性(reliable)。當(dāng)然,這都是5G理想上的設(shè)計(jì)要求。
目前4G的LTE已經(jīng)正式上線運(yùn)作,當(dāng)然LTE的速度依然不夠消費(fèi)者所要的快,所以市場已經(jīng)開始對(duì)於5G的速度虎視眈眈。只不過5G的出現(xiàn),也並非要用於取代4G通訊。在5G出現(xiàn)後,LTE依然將使用大部分6GHz以下的頻譜,而5G技術(shù)將會(huì)使用到更高的頻段。這兩種技術(shù)將會(huì)同時(shí)存在使用者的手機(jī)之中。
5G技術(shù)解析
雖然說5G技術(shù)還處於起飛階段,許多技術(shù)規(guī)格都還在討論之中,尚未定案,不過為了有效強(qiáng)化無線通訊的資料傳輸率,一般認(rèn)為包括載波聚合(Carrier Aggregation)、強(qiáng)化版MIMO(Enhanced MIMO)與異構(gòu)網(wǎng)路(Heterogeneous Networks)等,都將會(huì)是普遍用於5G的關(guān)鍵技術(shù)。
此外,為了真正實(shí)現(xiàn)5G,包括毫米波(mmWave)、通道量測(Channel Sounding)、大規(guī)模MIMO(Massive MIMO)等技術(shù)的使用,也都必須要加以考量。
毫米波其實(shí)就是IEEE 802.15.3c標(biāo)準(zhǔn),屬於電磁波的一種。電磁波其實(shí)普遍存在於生活環(huán)境當(dāng)中,例如手機(jī)訊號(hào)、廣播頻段等,都是透過電磁波來傳送訊號(hào),所不同的是電磁波的波長。一般來說,波長愈長越低頻,訊號(hào)所能傳送的距離就越遠(yuǎn),例如美國軍方使用的超低頻訊號(hào)距離可達(dá)10,000到100,000公里。至於波長越短就越高頻,毫米波就是一種超高頻,波長也極短,約1到10mm。
在4G的應(yīng)用中,訊號(hào)頻率多半集中在6GHz之下,到了5G,訊號(hào)將會(huì)普遍超過6GHz,例如三星目前的毫米波解決方案,是在27~29.9GHz間的28GHz頻率傳送資料,透過64根天線來解決訊號(hào)衰減問題,如此資料傳送距離可達(dá)2公里遠(yuǎn)。至於中國則是專注於發(fā)展60GHz的毫米波技術(shù)。
也正因?yàn)?G技術(shù)的頻段多半落於6GHz之下,在過去幾十年來,通訊市場所了解的蜂巢式(cellular)行動(dòng)網(wǎng)路傳播條件,都普遍落在450MHz至3GHz頻段之間。打從GSM系統(tǒng)商轉(zhuǎn)開始,傳輸通道模式皆依循著這樣的基礎(chǔ)來進(jìn)行開發(fā),並在實(shí)驗(yàn)室中,透過真實(shí)環(huán)境的模擬,來進(jìn)行基地臺(tái)與終端裝置的效能驗(yàn)證。
6GHz至100GHz的新頻譜都仍處於討論階段,並需要更多的測試資料來進(jìn)行驗(yàn)證。
只不過,相對(duì)於這些舊有的頻段,超過6GHz頻率的無線通道,相關(guān)知識(shí)仍然有限。雖然許多通道量測(channel sounding)的活動(dòng)已進(jìn)行相關(guān)成果發(fā)表,但事實(shí)上,6GHz至100GHz的新頻譜技術(shù)應(yīng)用都仍處於討論的階段,並需要更多的測試資料來進(jìn)行驗(yàn)證。無論是眾多的研究項(xiàng)目,或即將推出的3GPP標(biāo)準(zhǔn)化,都需要全面性的測試數(shù)據(jù),協(xié)助未來找出合適的通道模式及最佳的測試效率。
另外,Massive MIMO也是5G的核心技術(shù)之一。透過這種多天線的原理,來提升無線頻譜的效率,可以有效增加網(wǎng)路覆蓋率和系統(tǒng)的總流量。一般來說,Massive MIMO基地臺(tái)的資料吞吐量,可達(dá)到傳統(tǒng)8天線TDD標(biāo)準(zhǔn)4到6倍。未來不管是向下相容4G標(biāo)準(zhǔn)、或者向上支援5G服務(wù),都是不可或缺的設(shè)計(jì)考量。
結(jié)語
5G的出現(xiàn),將測底解放4G通訊的速度,也將讓所有消費(fèi)者對(duì)於無線上網(wǎng)更有感。當(dāng)然這些新技術(shù)與新標(biāo)準(zhǔn),勢必也將為測試驗(yàn)證帶來新的挑戰(zhàn)。目前正處於起飛階段的5G通訊,讓所有測試設(shè)備廠商正摩拳擦掌,準(zhǔn)備好相關(guān)的測試工具,一但5G相關(guān)產(chǎn)品問世,將可馬上進(jìn)行相關(guān)的測試與驗(yàn)證工作,讓工程師面對(duì)更困難的5G挑戰(zhàn),不再赤手空拳。