【導(dǎo)讀】第五代移動(dòng)通信，也就是俗稱(chēng)的5G，在目前是科技領(lǐng)域的一大挑戰(zhàn)，而且是一門(mén)深?yuàn)W的學(xué)問(wèn)；如同市場(chǎng)研究機(jī)構(gòu)ForwardConcepts總裁WillStrauss所言，在某種程度上，5G有點(diǎn)像是瞎子摸象，產(chǎn)業(yè)界仍在試圖摸索出它的真實(shí)樣貌。
一年一度的世界移動(dòng)通信大會(huì)(MWC)已經(jīng)在西班牙巴塞羅那落幕，在此期間，我們針對(duì)5G列了十個(gè)問(wèn)題，請(qǐng)教了幾位產(chǎn)業(yè)分析師與市場(chǎng)觀察家；這些產(chǎn)業(yè)專(zhuān)家包括GSMA(GSMAssociation)的技術(shù)總監(jiān)DavidHutton、國(guó)家儀器(NI)的RF通訊與軟件無(wú)線電(SDR)技術(shù)總監(jiān)JamesKimery。
身為推動(dòng)移動(dòng)通信領(lǐng)域技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化的產(chǎn)業(yè)組織，Hutton表示，GSMA的任務(wù)是指導(dǎo)產(chǎn)業(yè)界聚焦于“使用案例(usecased)”并開(kāi)發(fā)能讓消費(fèi)者與企業(yè)受益的新標(biāo)準(zhǔn)：“5G的發(fā)展應(yīng)該不是只單獨(dú)從技術(shù)的進(jìn)展演來(lái)推動(dòng)。”
至于自動(dòng)測(cè)試設(shè)備與虛擬儀器軟件供應(yīng)商N(yùn)I，在蜂窩通訊領(lǐng)域還算是新手，對(duì)于4G通訊以前的標(biāo)準(zhǔn)并沒(méi)有太多參與；但Kimery強(qiáng)調(diào)，自2010年以來(lái)情況已經(jīng)完全不同，因?yàn)殚_(kāi)發(fā)5G技術(shù)以及其原型的復(fù)雜度，讓NI的軟件無(wú)線電平臺(tái)成為學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)與電信設(shè)備業(yè)者在推動(dòng)相關(guān)技術(shù)創(chuàng)新時(shí)不可或缺的工具。
問(wèn)題1：新興的5G標(biāo)準(zhǔn)將提供什么？
NI的Kimery表示，5G的三大承諾是：其一，為智能設(shè)備提供寬帶數(shù)據(jù)；其二，針對(duì)汽車(chē)通訊的超高可靠度/超高速、低延遲通訊；其三，為大量連網(wǎng)設(shè)備提供機(jī)器通訊。
市場(chǎng)研究機(jī)構(gòu)TIRIASResearch創(chuàng)辦人暨首席分析師JimMcGregor補(bǔ)充指出：“有一些重要的5G關(guān)鍵組件是強(qiáng)化載波聚合(carrieraggregation)；與Wi-Fi、未授權(quán)頻段(unlicensedspectrum)以及物聯(lián)網(wǎng)(IoT)解決方案的聚合。”
問(wèn)題2：5G能與4G相容嗎？
Kimery的答案是：“不相容；目前正在討論的技術(shù)與1G、2G與3G背道而馳。”不過(guò)GSMA的Hutton提供了更詳細(xì)的回答：“因?yàn)?G并不只有一種技術(shù)，而是一套標(biāo)準(zhǔn)體系；我們認(rèn)為5G將在某種程度上維持與4G的向下兼容。”
而Kimery的假設(shè)是來(lái)自于3GPP去年秋天在美國(guó)鳳凰城(Pheonix)舉行的會(huì)議所達(dá)成之共識(shí)；當(dāng)時(shí)該組織同意確保：
1.6GH以上與以下的無(wú)線電；
2.向后兼容無(wú)線電接取技術(shù)(RAT)──LTEEvolution；
3.不向后相容的RAT──5G新RAT。
ForwardConcepts的Strauss總結(jié)指出：“對(duì)我來(lái)說(shuō)很明顯的一點(diǎn)是，5G(約2020年實(shí)現(xiàn))將以LTE為基礎(chǔ)，同時(shí)基礎(chǔ)控制邏輯將會(huì)有更多與更高的頻率加入，也會(huì)有更多的頻率接合(載波聚合)，以及更高的天線數(shù)量結(jié)合MIMO，以及來(lái)自基地臺(tái)的定向廣播(directionalbroadcasts)。”
問(wèn)題3：我們看到很多5G試驗(yàn)的信息，但既然5G連標(biāo)準(zhǔn)都還沒(méi)有，是在試什么？
其實(shí)大多數(shù)這些試驗(yàn)都是“預(yù)商用試驗(yàn)(pre-commercialtrials)”，焦點(diǎn)集中在技術(shù)的可行性與可靠度；產(chǎn)業(yè)界目前對(duì)5G采用6GHz以上的毫米波(millimeter-wave，mmWave)頻段興趣越來(lái)越濃厚。“這對(duì)整個(gè)蜂窩通訊產(chǎn)業(yè)來(lái)說(shuō)是一大躍進(jìn)；”Kimery表示：“到目前為止，移動(dòng)通信產(chǎn)業(yè)只利用6GHz以下的頻譜。”
不過(guò)要實(shí)現(xiàn)毫米波蜂窩通訊系統(tǒng)仍有挑戰(zhàn)待克服，包括需解決頻道減損(channelimpairments)，以及高頻段的傳播特性。Kimery指出，許多電信業(yè)者與網(wǎng)絡(luò)設(shè)備供應(yīng)商正在測(cè)試自家提案的系統(tǒng)，并收集結(jié)果。
問(wèn)題4：所以關(guān)注的焦點(diǎn)都在于采用6GHz以上不同頻段的毫米波系統(tǒng)測(cè)試結(jié)果；那么各家電信營(yíng)運(yùn)商/設(shè)備商正在測(cè)試的系統(tǒng)是使用哪些頻率？
Kimery表示，大多數(shù)電信營(yíng)運(yùn)商與設(shè)備供應(yīng)商都對(duì)于試驗(yàn)內(nèi)容三緘其口；GSMA的Hutton也同意：“沒(méi)錯(cuò)，他們都保密到家。”唯一的例外是日本NTTDocomo；Kimery表示，NTTDocomo在去年11月公布了該公司的5G試驗(yàn)部分細(xì)節(jié)。
根據(jù)NTTDocomo的信息，該公司與諾基亞(Nokia)在去年10月于東京六本木的一個(gè)商業(yè)區(qū)，以70GHz高頻毫米波信號(hào)，達(dá)到了超過(guò)2Gbps的超高傳輸速率；號(hào)稱(chēng)是首度在商業(yè)區(qū)進(jìn)行的5G數(shù)據(jù)傳輸測(cè)試。此外Docomo還在去年11月與三星(Samsung)在韓國(guó)以28GHz高頻信號(hào)，結(jié)合高數(shù)量天線單元的波束成形(beamforming)以及波束追蹤進(jìn)行測(cè)試。
問(wèn)題5：那些5G試驗(yàn)的結(jié)果何時(shí)才會(huì)分享出來(lái)？
Kimery表示，5G技術(shù)工作小組預(yù)定在今年3月初于瑞典Gothenburg集會(huì)：“我們預(yù)期電信營(yíng)運(yùn)商與設(shè)備供應(yīng)商們屆時(shí)將會(huì)分享他們的數(shù)據(jù)，也就是原型設(shè)備的測(cè)試結(jié)果。”
問(wèn)題6：5G標(biāo)準(zhǔn)化的時(shí)間表如何？
5G的研究階段將會(huì)在2017年完成(約在3月份Release14出爐時(shí))；產(chǎn)業(yè)界的目標(biāo)是在2018年9月完成第一階段的1.0版5G標(biāo)準(zhǔn)定義，第二階段則是在2019年12月完成。
問(wèn)題7：第一階段與第二階段之間的5G會(huì)向前兼容嗎？
Kimery表示，5G工作小組已經(jīng)同意，產(chǎn)業(yè)界將維持在2018年第一階段5G與2020年添加之未來(lái)創(chuàng)新的向前兼容(forwardcompatibility)。
問(wèn)題8：5G有很多發(fā)展面向，對(duì)大多數(shù)人來(lái)說(shuō)是很多不同的東西；如此一來(lái)是否讓5G朝向太多方向發(fā)展？
Hutton坦言，GSMA已經(jīng)針對(duì)未來(lái)的5G標(biāo)準(zhǔn)定義了70多種不同的使用案例，從智能儀表(smartmeter)、觸覺(jué)因特網(wǎng)(tactileInternet)到虛擬現(xiàn)實(shí)；對(duì)強(qiáng)化之移動(dòng)寬帶通訊的技術(shù)性需求，可能與核心通訊、無(wú)延遲通訊或大量物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備通訊的需求不盡相同。因此排列優(yōu)先級(jí)變得十分關(guān)鍵，也會(huì)是第一階段5G標(biāo)準(zhǔn)開(kāi)發(fā)的焦點(diǎn)。
問(wèn)題9：第一階段5G將會(huì)聚焦于哪些重點(diǎn)？
根據(jù)Kimery的觀察，電信營(yíng)運(yùn)商最迫切的問(wèn)題仍是快速成長(zhǎng)的移動(dòng)數(shù)據(jù)，因此因應(yīng)數(shù)據(jù)的增加應(yīng)該也將成為5G標(biāo)準(zhǔn)化重點(diǎn)；其他相關(guān)技術(shù)包括大規(guī)模MIMO(massiveMIMO)、波束成形、新通訊波形與調(diào)變架構(gòu)等。他認(rèn)為毫米波將會(huì)是第一階段5G標(biāo)準(zhǔn)訂定的中心議題。
Hutton則并不那么確定，他認(rèn)為毫米波仍有點(diǎn)“學(xué)術(shù)性”；他指出，雖然有部分應(yīng)用將受益于如此高的頻率，但：“我們需要看不同的技術(shù)的結(jié)合，”因此5G才能因應(yīng)不同產(chǎn)業(yè)的廣泛需求。
問(wèn)題10：第一階段5G標(biāo)準(zhǔn)化的成功關(guān)鍵是？
除了關(guān)注毫米波技術(shù)，Kimery強(qiáng)調(diào)，很重要的是工作小組決定一個(gè)頻率，從8GHz、39GHz或70GHz，“選一個(gè)就好；”他指出：“我們能先專(zhuān)注于單一頻率，然后再擴(kuò)展到其他頻率就會(huì)變得容易得多。”
