5G通信高传输率低延迟高网络容量密度目标如何达到

为达到各界对5G通讯高传输率、低延迟、高网络容量密度等共识目标，通讯业者正积极朝使用更高频段频谱、引进新的调变与天线技术，以及整合异质网络等三大方向投入研发。掌握关键技术发展，可以发掘未来十几年科技与通讯领域重大商机。

2017年5G发展将全速前进。在各国政府与主要通讯大厂竞相投入下，5G技术与标准的发展已更趋明朗，日前美国联邦通讯委员会（FCC）完成5G频谱分配规划、高通（Qualcomm）与Intel都将推出芯片解决方案，另外，Verizon携手七家5G技术论坛伙伴一同研拟自定义5G标准期在2017年提前商用，这些进展在在皆显示全球5G发展能量已迅速积累，2017年市场热度更将攀升至新高点。

为达到各界对5G通讯高传输率、低延迟、高网络容量密度等共识目标，通讯相关业者正积极朝使用更高频段频谱、引进新的调变与天线技术，以及整合异质网络等三大方向投入研发。因此，本次活动特别邀请研究单位与技术领先的厂商担任讲师，剖析如何运用6GHz以下频段与毫米波频段达到更高传输速率；并介绍通用分频多任务（GFDM）、MassiveMIMO、行动边缘运算（MEC）等5G关键技术。

5G产业愿景 科技发展核心

3GPP的第五代行动通讯愿景分成三个部分，Nokia端到端解决方案部资深技术经理Johan Asplund（图1）说，传统的行动宽带重点为Extreme Mobile Broadband，目标是无论何时何地传输速率皆可达100Mbit/s，峰值速率（Peak Rate）超过10Gbits/s；而大规模物联网Massive Machine CommunicaTIon，强调低成本、低耗电、大量连结，每平方公里100万个节点；特殊应用物联网CriTIcal Machine CommunicaTIon，强调低延迟（Low Latency）、高可靠度（Ultra Reliability）、无行动中断（Zero Mobility InterrupTIon）。

图1　Nokia端到端解决方案部资深技术经理Johan Asplund说，5G的重点为Extreme Mobile Broadband、Massive Machine Communication与Critical Machine Communication。

5G高速传输有一个重点，就是采用高频毫米波频段，大约是在24GHz∼86GHz，详细使用频段还有赖各国政府与电信主管机关订定。另外，更多频道同时传送讯息，也有助于传输速率的提升，运用大规模多进多出（Massive MIMO）技术，搭配波束成型（Beamforming）、波束追踪（Beam Tracking）技术可大幅提升传输速率与质量。而结合不同网络带宽的异质网络整合技术，是提升传输速率的方式。d性的框架设计与分布式的架构，也是发展重点。

在产业预期进展部分，Johan Asplund表示，今年在北美地区，定点的无线传输速率将达1Gbits/s，峰值速率将达5Gbits/s。2018年韩国昌平冬季奥运，将推出试运行的5G服务，除了强化行动性，无线传输的峰值速率将进展至10Gbits/s，网络等待时间将缩短至1毫秒（ms），频带的应用将扩展到30GHz；

2019∼2020年，日本、大陆、欧洲都将陆续导入商转，包括史上最盛大的欧洲国家杯足球赛、东京奥运，非授权频段的带宽应用等愿景将陆续达成。

提升网络资源管理效率

与现有4G LTE相较（表1），5G的网络复杂度大为提升，Nokia台湾暨香港澳门大中国区端到端解决方案总监王集祥（图2）指出，5G将WiFi、4G LTE、LPWAN等过去各自独立运作的网络连在一起，也透过多种新的技术提升网络带宽与应用范畴。由于应用太多元，必须要透过不同的网络切片（Network Slicing），区隔各种不同的垂直产业，以满足不同的需求。最后，4G对云端的应用比较单纯，5G对云端的应用将更为全面与深入。

图2　Nokia台湾暨香港澳门大中国区端到端解决方案总监王集祥指出，5G将过去各自独立运作的网络连在一起，也透过多种新的技术提升网络带宽与应用范畴。

图3　SGS电子通讯实验室副理廖兆祥指出，在2020年5G时代，行动用户数将较2015年成长1.3倍达92亿，行动宽频用户将成长2.3倍达84亿。

从网络资源的应用来看，王集祥解释，5G有一个很重要的观念叫动态资源管理（Dynamic resource management），由于带宽资源是有限的，所以必须要更精准的管理，提供需要的使用者高带宽或长时链接并动态调整。软件定义网络（Software Defined Networking， SDN）和网络功能虚拟化（Network Function Virtualization， NFV）也会越来越重要，不仅会共同运作，也对网络资源的自动化管理与控制非常重要。

在应用上，王集祥举例，自动驾驶、健康、智能电表这三种应用对网络的需求截然不同，如何顺利达成个别目的，网络切片成为未来最主要的手段，网络控制系统会透过不同参数的设定，包括成本、距离、服务质量、数据速率、动/静态、电池寿命、延迟等不同参数的需求，分析出相关应用的网络需求，加以模块化并提供最适合的网络资源给不同的服务。另外，动态经验管理（Dynamic Experience Management）相较于过去大多是静态的管理，不仅能更实时也提供消费者更好的使用者经验。