功能化零为整 5G的系统整合新思维

2016-05-10 12:45:41来源: CTIMES
    目前尽管5G议题已经沸沸扬扬,然而5G联盟认为,5G接下来的技术发展,将会较明确地收敛于四大方向。这四大方向包括:

1. Massive MIMO(大规模MIMO)

2. 毫米波(mmWave)

3. 新的调变技术(new modulation)

4. C-RAN(Cloud-RAN)

国家仪器技术行销经理潘建安指出,C-RAN指的就是云端基地台与异质网路的整合,这在5G技术发展上,会是比较属于后面的阶段。而目前,可以看到Massive MIMO是发展最快速的,因为Massive MIMO主要是着重于基地台端的技术,只要透过加大基地台的天线设备,就可以延续现阶段LTE的功能,例如波束技术(BeamForming)等,都可以这样来实现。

至于毫米波的启用,则是因为6GHz以下的频段太过于拥挤,使得业者需要往上发展,透过新的频段,来提供更大频宽,以进行更大数据的传输,毫米波也成为5G的市场兵家必争之地。

在毫米波之后,新的调变技术将会重新定义物理层的架构,再透过物理层之上的C-RAN规范,共同协调以使整个网路可以达到最佳化。也因此,C-RAN的发展脚步,会是在新的物理层调变技术定下来之后,才会有比较明确的方向。

就现阶段观察,C-RAN已经有单位开始着手进行研究,但比较偏在模拟的形式,或者是建构于现阶段LTE的网路架构下。总观来说,C-RAN的研究要真的应用于5G通讯上,看起来还需要再多一点时间的酝酿。



图1 : Massive MIMO是着重于基地台端的技术
5G频段的制订

放眼目前毫米波有这么多不同频段,但到底哪个频段最适合用于5G的传输呢?尽管60GHz看似是个不错的频段,但却迟迟都没有进一步的标准确定。

观察目前台、日、韩等国,现阶段都以28GHz、38GHz等为主力频段。潘建安指出,其中一个最主要的原因,就在于60GHz经过Channel Sounding的结果,证实是雨衰最严重的一个频段,在60GHz频段下,最怕下雨与水气,将会导致讯号快速衰变。

而毫米波的频段,其实还关乎到该国家或城市,原本就既定在使用中的军用频道或卫星电视讯号等。例如欧美国家,频繁使用的卫星电视讯号,就是使用在28、38GHz等这些频段。

亚洲地区则因为较少使用卫星电视,也使得28、38GHz现阶段普遍应用于5G的发展上。至于70GHz以上的频段,则因为多半都已经使用于军事用途,因此反而较少跨足到这个领域来。

5G的发展阶段,第一目标是订在2020年,相关单位希望能在2020年的东京奥运,就能有实验网路开始实际测试。在东京奥运的会场上,就可以实际在这么多使用者的状况下,来进行5G高速网路的实测。



图2 :  5G希望能在2020东京奥运展开实际系统测试
全新的服务型态

Alifecom(华壹生活科技)总经理陈达庆表示,发展5G通讯的主要目的,不外乎就是让无线传输的速度更快、并让系统的稳定度更高。目标是达到千倍的系统容量、百倍的传输速率、大量的联网装置,并且还要能够兼顾节能低功耗,以及更低的系统成本。

发展5G通讯,跟过去最大的不同之处在哪里呢?事实上,从3G到4G,最大的改变就在于速度变快、频宽更大,也引领着智慧手机的问世。然而5G所要做的,除了延续更高频宽,与更快的速度之外,还将专注于更高的系统整合度。

发展5G的主要目的,就是让无线传输速度更快、系统稳定度更高。还要能够兼顾节能低功耗,以及更低的成本。

回顾过去从3G走到4G的这条路,由于标准的不确定,使得台湾还压错了宝,赔了一个WiMAX下去。然而5G要走的路,其实很明显,就是LTE技术的延伸。而接下来的重点,就在于如何将更多的服务类型,透过无线化,整合在同一个标准下来进行服务支援,这就是5G发展的关键点了。

也因此,若5G发展重点是着重在服务层与应用层的话,实体层与通讯层的技术比重反倒不那么吃重了。陈达庆认为,5G会让相关厂商不得不去注意另一个层面的问题。如果把无线通讯比喻成一条高速公路,当5G技术让这条公路变得更宽敞了,会使得更多车子同时涌上这条高速公路。

需要注意的是,这些车子,有些是消防车、有些是救护车,有些是跑车、有些是一般家用轿车,有些是大货车、有些是客运车。这些车子的特性与需求,都各不相同。例如吨位很大的货车,不疾不徐慢慢开,不赶时间,只要能准时到达目的地就好。但救护车则需要快速抵达事故现场,别的车必须让路使其先行。而跑车、轿车等的需求也都不同。

透过高速公路这样的比喻,回归到5G通讯上,会发现不同的应用服务,所需要的通讯优先顺序也各不相同。有些需要越来越快速的通讯服务、有些则是低价慢速的服务就已经足够、有些则需要很省电,有些则需求很高的可靠度与稳定度。

正因为不同种类的服务,对于网路的需求也截然不同。这些不同的服务类型,将如何整合在一个小小的5G手机上呢?这是面对5G,最需要思考的一个问题。

因此,5G通讯不能只是提供一个更快速的网路服务而已,而是要提供一个不只更全面性,涵盖所有服务类型,还必须要运行得很流畅才行。化零为整,全面整合,这才是5G发展的重点。也因为涵盖的层面过于复杂,5G发展的时程,会比我们想像的更往后拖延。



图3 :  5G就像高速公路,各种不同应用就像是不同的车种。


图4 :  5G通讯会着重在更多服务与系统的整合。
从终端需求思考

Alifecom软体工程副总许亨仰则认为,以前在2G与3G的时代,主导标准的,都是晶片商,不然就是网路设备商。没有什么声音是来自电信营运商。但随着行动服务产业的兴起,电信营运商扮演越来越重要的角色。他们扮演的角色,有点类似大型的终端使用者。

从他们营运商的角度来看,由于要提供更多的服务,因此对于通讯,也产生很多不同的思考,以及全新的需求。面对5G的崛起,他们更是深觉不能缺席。因此,这些营运商也逐渐形成一个联盟,并希望可以影响到标准的制订。

未来5G通讯,会着重在更多服务与系统的整合,因此,必须从终端使用者的角度来思考,才能符合真正的市场需求。



图5 : 从终端使用者的角度来思考,才能让5G符合真正的市场需求。

关键字:5G

编辑:北极风 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/xfdz/article_2016051053860.html
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