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2、超密集組網(wǎng)（ UDN） ：解決熱點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)容量問題，帶來小基站千億市場容量
未來移動(dòng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)飛速發(fā)展，熱點(diǎn)地區(qū)的用戶體驗(yàn)一直是當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中存在的問題。由于低頻段頻譜資源稀缺，僅僅依靠提升頻譜效率無法滿足移動(dòng)數(shù)據(jù)流量增長的需求。超密集組網(wǎng)通過增加基站部署密度，可實(shí)現(xiàn)頻率復(fù)用效率的巨大提升，但考慮到頻率干擾、站址資源和部署成本，超密集組網(wǎng)可在局部熱點(diǎn)區(qū)域?qū)崿F(xiàn)百倍量級(jí)的容量提升，其主要應(yīng)用場景將在辦公室、住宅區(qū)、密集街區(qū)、校園、大型集會(huì)、體育場和地鐵等熱點(diǎn)地區(qū)。
超密集組網(wǎng)可以帶來可觀的容量增長，但是在實(shí)際部署中，站址的獲取和成本是超密集小區(qū)需要解決的首要問題。而隨著小區(qū)部署密度的增加，除了站址和成本的問題之外，超密集組網(wǎng)將面臨許多新的技術(shù)挑戰(zhàn)，如干擾、移動(dòng)性、傳輸資源等。對于超密集組網(wǎng)而言，小區(qū)虛擬化技術(shù)、接入和回傳聯(lián)合設(shè)計(jì)、干擾管理和抑制是三個(gè)最重要的關(guān)鍵技術(shù)。
超密集組網(wǎng)示例
由于超密集組網(wǎng)對基站和微基站的需求加大，以及在重點(diǎn)場景下基站選址將面臨更大的挑戰(zhàn)，未來將利好具備較好成本控制能力及基站選址能力的廠商。
基站性能及成本對比
2020 年全球小基站市場每年將超過 6 億美金， 國內(nèi)小基站市場容量最終有望達(dá)到千億級(jí)別。 根據(jù) Small CellForum預(yù)測，全球小基站市場空間有望在 2020 年超過 6億美元。 截止至 2016 年半年報(bào)，中國移動(dòng)， 中國聯(lián)通，中國電信披露今年要達(dá)到的的 4G 基站數(shù)分別為 140 萬個(gè)、68 萬個(gè)、 85 萬個(gè)?？紤]聯(lián)通中報(bào)披露了與電信共享的 6 萬個(gè)基站，假設(shè)年內(nèi)共享基站達(dá)到 10 萬個(gè)，則中國當(dāng)前存量基站市場大約為 283 萬個(gè)。假設(shè)未來小基站的數(shù)量能達(dá)到目前基站數(shù)量的 10 倍以上， 即未來小基站市場需求達(dá)到 2830 萬個(gè)，假設(shè)小基站平均價(jià)格為 5000 元/個(gè)， 則未來小基站市場容量將達(dá)到千億級(jí)別。
3、全頻譜接入：擴(kuò)大頻譜寬度， 未來利好射頻器件廠商，但頻譜暫未分配
相對于提高頻譜利用率，增加頻譜帶寬的方法顯得更簡單直接。在頻譜利用率不變的情況下，可用帶寬翻倍可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸速率也翻倍。通過有效利用各類移動(dòng)通信頻譜（包含高低頻段、授權(quán)與非授權(quán)頻譜、對稱與非對稱頻譜、連續(xù)與非連續(xù)頻譜等）資源可以提升數(shù)據(jù)傳輸速率和系統(tǒng)容量。 但問題是，現(xiàn)在常用的6GHz以下的頻段由于其較好的信道傳播特性，目前已經(jīng)非常擁擠， 6~100GHz高頻段具有更加豐富的空閑頻譜資源，可作為5G的輔助頻段，然而30GHz~100GHz頻率之間屬于毫米波的范疇，這就需要使用到毫米波技術(shù)。
頻譜使用情況
到2020 年我國 5G頻譜缺口近 1GHz，低頻段為首選，高頻將成為補(bǔ)充。目前4G-LTE 頻段最高頻率的載波在 2GHz上下， 可用頻譜帶寬只有 100MHz。因此，如果使用毫米波頻段，頻譜帶寬能達(dá)到 1GHz-10GHz，傳輸速率也可得到巨大提升。
我國5G 推進(jìn)組已完成2020 年我國移動(dòng)通信頻譜需求預(yù)測， 屆時(shí)移動(dòng)通信頻譜需求總量為 1350～1810MHz， 我國已為 IMT 規(guī)劃的 687MHz 頻譜資源均屬于 5G 可用頻譜資源，因此還需要新增 663～1123MHz 頻譜。 我國無線電管理“十三五”規(guī)劃中明確為 IMT-2020（ 5G）儲(chǔ)備不低于500MHz 的頻譜資源。
在未來要支持毫米波通信，移動(dòng)系統(tǒng)和基站必須配備更新更快的應(yīng)用處理器、基帶以及射頻器件。
事實(shí)上， 5G 標(biāo)準(zhǔn)對射頻影響較大，需要一系列新的射頻芯片技術(shù)來支持，例如支持相控天線的毫米波技術(shù)。毫米波技術(shù)最早應(yīng)用在航空軍工領(lǐng)域，如今汽車?yán)走_(dá)、 60GHz Wi-Fi 都已經(jīng)采用，將來 5G 也必然會(huì)采用。 4G 手機(jī)里面的數(shù)字部分包括應(yīng)用處理器和調(diào)制解調(diào)器，射頻前端則包括功率放大器（ PA）、射頻信號(hào)源和模擬開關(guān)。功率放大器用于放大手機(jī)里的射頻信號(hào)，通常采用砷化鎵（ GaAs）材料的異質(zhì)結(jié)型晶體管（ HBT）技術(shù)制造。
未來的 5G 手機(jī)也要有應(yīng)用處理器和調(diào)制解調(diào)器。不過與 4G 系統(tǒng)不同， 5G 手機(jī)還需要相控陣天線。
此外，由于毫米波的頻率非常高， 線路的阻抗對毫米波的影響很大，所以器件的布局和布線變得異常重要。 與 4G 手機(jī)一樣， 5G 手機(jī)也需要功率放大器， 毫米波應(yīng)用中，功率放大器將是系統(tǒng)功耗的決定性因素。
除此之外， 毫米波相比于傳統(tǒng) 6GHz 以下頻段還有一個(gè)特點(diǎn)就是天線的物理尺寸可以比較小。這是因?yàn)樘炀€的物理尺寸正比于波段的波長，而毫米波波段的波長遠(yuǎn)小于傳統(tǒng) 6GHz 以下頻段，相應(yīng)的天線尺寸也比較小。因此可以方便地在移動(dòng)設(shè)備上配備毫米波的天線陣列，從而實(shí)現(xiàn)大規(guī)模天線技術(shù)。
4、新型多址技術(shù)：降低信令開銷，縮短時(shí)延
通過發(fā)送信號(hào)在空/時(shí)/頻/碼域的疊加傳輸來實(shí)現(xiàn)多種場景下系統(tǒng)頻譜效率和接入能力的顯著提升。此外，新型多址技術(shù)可實(shí)現(xiàn)免調(diào)度傳輸，將顯著降低信令開銷，縮短接入時(shí)延，節(jié)省終端功耗。目前業(yè)界提出的技術(shù)方案主要包括基于多維調(diào)制和稀疏碼擴(kuò)頻的稀疏碼分多址（ SCMA）技術(shù)，基于復(fù)數(shù)多元碼及增強(qiáng)疊加編碼的多用戶共享接入（ MUSA）技術(shù)，基于非正交特征圖樣的圖樣分割多址（ PDMA）技術(shù)以及基于功率疊加的非正交多址（ NOMA）技術(shù)。
此外，基于濾波的正交頻分復(fù)用（ F-OFDM）、濾波器組多載波（ FBMC）、全雙工、靈活雙工、終端直通（ D2D）、多元低密度奇偶檢驗(yàn)（ Q-ary LDPC）碼、網(wǎng)絡(luò)編碼、極化碼等也被認(rèn)為是5G重要的潛在無線關(guān)鍵技術(shù)。
5、5G 網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù)： NFV 和 SDN，網(wǎng)絡(luò)能力開放或利好第三方服務(wù)提供商
未來5G 網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)將包括接入云、控制云和轉(zhuǎn)發(fā)云三個(gè)域： 接入云支持多種無線制式的接入，融合集中式和分布式兩種無線接入網(wǎng)架構(gòu)，適應(yīng)各種類型的回傳鏈路，實(shí)現(xiàn)更靈活的組網(wǎng)部署和更高效的無線資源管理。
5G 的網(wǎng)絡(luò)控制功能和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)功能將解耦，形成集中統(tǒng)一的控制云和靈活高效的轉(zhuǎn)發(fā)云?？刂圃茖?shí)現(xiàn)局部和全局的會(huì)話控制、移動(dòng)性管理和服務(wù)質(zhì)量保證，并構(gòu)建面向業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò)能力開放接口，從而滿足業(yè)務(wù)的差異化需求并提升業(yè)務(wù)的部署效率。轉(zhuǎn)發(fā)云基于通用的硬件平臺(tái)，在控制云高效的網(wǎng)絡(luò)控制和資源調(diào)度下，實(shí)現(xiàn)海量業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)流的高可靠、低時(shí)延、均負(fù)載的高效傳輸。
5G的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)圖
基于“三朵云”的新型 5G 網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)是移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)未來的發(fā)展方向。未來的 5G 網(wǎng)絡(luò)與 4G 相比，網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)將向更加扁平化的方向發(fā)展，控制和轉(zhuǎn)發(fā)將進(jìn)一步分離，網(wǎng)絡(luò)可以根據(jù)業(yè)務(wù)的需求靈活動(dòng)態(tài)地進(jìn)行組網(wǎng)，從而使網(wǎng)絡(luò)的整體效率得到進(jìn)一步提升。 5G 網(wǎng)絡(luò)服務(wù)具備更貼近用戶需求、定制化能力進(jìn)一步提升、網(wǎng)絡(luò)與業(yè)務(wù)深度融合以及服務(wù)更友好等特征，其中代表性的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)能力包括、網(wǎng)絡(luò)切片、移動(dòng)邊緣計(jì)算、按需重構(gòu)的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)、以用戶為中心的無線接入網(wǎng)絡(luò)和網(wǎng)絡(luò)能力開放。
基于NFV/SDN 技術(shù)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)切片以及網(wǎng)絡(luò)能力開放
其中，網(wǎng)絡(luò)能力開放將不僅帶來用戶的體驗(yàn)優(yōu)化，還將帶來新型的商業(yè)模式探索。5G 網(wǎng)絡(luò)能力開放框架旨在實(shí)現(xiàn)面向第三方的網(wǎng)絡(luò)友好化和網(wǎng)絡(luò)管道智能化，優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)資源配置和流量管理。 4G 網(wǎng)絡(luò)采用“不同功能、各自開放”的架構(gòu)，能力開放平臺(tái)需要維護(hù)多種協(xié)議接口，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，部署難度大； 5G 網(wǎng)絡(luò)控制功能邏輯集中并中心部署。
能力開放平臺(tái)間統(tǒng)一接口，可實(shí)現(xiàn)第三方對網(wǎng)絡(luò)功能如移動(dòng)性、會(huì)話、 QoS 和計(jì)費(fèi)等功能的統(tǒng)一調(diào)用。而這一切都需要虛擬化的基礎(chǔ)設(shè)施平臺(tái)支撐。實(shí)現(xiàn) 5G新型基礎(chǔ)設(shè)施平臺(tái)的基礎(chǔ)是網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化（ NFV）和軟件定義網(wǎng)絡(luò) （ SDN）技術(shù)。
傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)（左）SDN+NFV 下的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)（右）
SDN/NFV 技術(shù)融合將提升 5G 進(jìn)一步組大網(wǎng)的能力： NFV 技術(shù)實(shí)現(xiàn)底層物理資源虛擬化， SDN 技術(shù)實(shí)現(xiàn)虛擬機(jī)的邏輯連接，進(jìn)而配置端到端業(yè)務(wù)鏈，實(shí)現(xiàn)靈活組網(wǎng)。
NFV 使網(wǎng)元功能與物理實(shí)體解耦，通過采用通用硬件取代專用硬件，可以方便快捷地把網(wǎng)元功能部署在網(wǎng)絡(luò)中任意位置，同時(shí)通過對通用硬件資源實(shí)現(xiàn)按需分配和動(dòng)態(tài)延伸， 以達(dá)到最優(yōu)的資源利用率的目的。NFV 可以滿足運(yùn)營商在網(wǎng)絡(luò)靈活性、 架設(shè)成本、 可擴(kuò)展性和安全性方面的需求。
首先， NFV 的特性使其可以讓網(wǎng)絡(luò)和服務(wù)預(yù)配置更加靈活。而這又可以讓運(yùn)營商和服務(wù)供應(yīng)商快速地調(diào)整服務(wù)規(guī)模以便應(yīng)對客戶的不同需求。這些服務(wù)在任何符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的服務(wù)器硬件上，通過軟件應(yīng)用來提供，而最重要的一點(diǎn)就是安全網(wǎng)關(guān)。
與購買硬件設(shè)備不同，服務(wù)供應(yīng)商可以輕松地采用與設(shè)備相關(guān)的功能，然后將其以服務(wù)器虛擬機(jī)的形式示例。
由于網(wǎng)絡(luò)功能是在軟件總部署的，所以可以將這些功能移動(dòng)到網(wǎng)絡(luò)的各個(gè)位置，而不需要安裝新的設(shè)備。這意味著運(yùn)營商和服務(wù)供應(yīng)商不需要部署很多硬件設(shè)備，而可用虛擬機(jī)來部署廉價(jià)，高容量服務(wù)器基礎(chǔ)設(shè)施。
最重要的是，虛擬化消除了網(wǎng)絡(luò)功能和硬件之間的依賴性，運(yùn)營商只需設(shè)一個(gè)地區(qū)代表就可以了，而不用專門搭建一個(gè)基礎(chǔ)設(shè)施來提供支持。
隨著眾多廠商推出了商用級(jí) SDN、 NFV 解決方案，新型網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)正逐步落地，據(jù)SNS 預(yù)計(jì)，到 2020 年， SDN 和 NFV 將為服務(wù)提供商（包含有線和無線）節(jié)省 320 億美元的資本支出。
SDN 技術(shù)實(shí)現(xiàn)控制功能和轉(zhuǎn)發(fā)功能的分離。
其核心技術(shù) OpenFlow 一方面將網(wǎng)絡(luò)控制面板從數(shù)據(jù)面中分離出來，另一方面開放可編程接口，從而實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)流量的靈活控制及網(wǎng)絡(luò)功能的“軟件定義”，有利于通過網(wǎng)絡(luò)控制平臺(tái)從全局視角來感知和調(diào)度網(wǎng)絡(luò)資源，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)連接的可編程化。
控制層： 控制器集中管理網(wǎng)絡(luò)中所有設(shè)備，虛擬整個(gè)網(wǎng)絡(luò)為資源池，根據(jù)用戶不同的需求以及全局網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洌`活動(dòng)態(tài)的分配資源。 SDN 控制器具有網(wǎng)絡(luò)的全局視圖，負(fù)責(zé)管理整個(gè)網(wǎng)絡(luò)：對下層，通過標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)議與基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信；對上層，通過開放接口向應(yīng)用層提供對網(wǎng)絡(luò)資源的控制能力。
物理層： 物理層是硬件設(shè)備層，專注于單純的數(shù)據(jù)、業(yè)務(wù)物理轉(zhuǎn)發(fā)，關(guān)注的是與控制層的安全通信，其處理性能一定要高，以實(shí)現(xiàn)高速數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)。
應(yīng)用層： 應(yīng)用層通過控制層提供的編程接口對底層設(shè)備進(jìn)行編程，把網(wǎng)絡(luò)的控制權(quán)開放給用戶，基于上開發(fā)各種業(yè)務(wù)應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)豐富多彩的業(yè)務(wù)創(chuàng)新。
南向接口：是物理設(shè)備與控制器信號(hào)傳輸?shù)耐ǖ?，相關(guān)的設(shè)備狀態(tài)、數(shù)據(jù)流表項(xiàng)和控制指令都需要經(jīng)由 SDN的南向接口傳達(dá)，實(shí)現(xiàn)對設(shè)備管控。
北向接口： 是通過控制器向上層業(yè)務(wù)應(yīng)用開放的接口，目的是使得業(yè)務(wù)應(yīng)用能夠便利地調(diào)用底層的網(wǎng)絡(luò)資源和能力，其直接為業(yè)務(wù)應(yīng)用服務(wù)的，其設(shè)計(jì)需要密切聯(lián)系業(yè)務(wù)應(yīng)用需求，具有多樣化的特征。
SDN的三層架構(gòu)
5G背后的半導(dǎo)體商機(jī)
新一代移動(dòng)通訊5G也助力半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)從PC、智慧型手機(jī)、平板裝置出貨量下滑的窘境中脫困。為順利搶占物聯(lián)網(wǎng)與5G移動(dòng)通訊商機(jī)，半導(dǎo)體相關(guān)廠商包括晶圓制造/代工、封裝與EDA業(yè)者，都紛紛展現(xiàn)其最新技術(shù)，如IBM領(lǐng)先推出7奈米芯片；臺(tái)積電也宣示透過最新鰭式場效電晶體（FinFET）與物聯(lián)網(wǎng)大資料分析技術(shù)，期可在物聯(lián)網(wǎng)市場扮演重要角色。
不僅如此，在***及中國大陸通訊與手機(jī)處理器芯片市場占有一席之地的聯(lián)發(fā)科（MediaTek），也針對即將到來的5G市場，以及發(fā)展越發(fā)火熱的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用市場，端出新策略。
資策會(huì)產(chǎn)業(yè)情報(bào)研究所（MIC）產(chǎn)業(yè)顧問兼主任張奇表示，2016年的***市場景氣將較2015年來得好，對半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)來說是正面消息。MIC預(yù)測的2016年10大趨勢中，所提出的「5G加速風(fēng)」，即是闡述2016年5G的技術(shù)發(fā)展，將較2015年來的積極，且可為半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)帶來更多機(jī)會(huì)。
MIC看好***半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)成長率將在2016年回穩(wěn)，預(yù)估整體產(chǎn)值將達(dá)到臺(tái)幣22，135億元，較2015年成長2.4%，表現(xiàn)將相對優(yōu)于全球（來源：MIC）
張奇進(jìn)一步指出，根據(jù)統(tǒng)計(jì)，每人每月使用的移動(dòng)數(shù)據(jù)量已達(dá)10GB，這也是為何4G才剛開始普及，5G技術(shù)隨即起跑的原因。5G通訊技術(shù)的加速發(fā)展可分為兩個(gè)方面，一為市場端的驅(qū)動(dòng)力，亦即使用者的行為改變，營運(yùn)商須提供隨時(shí)隨地的連線和支援大量數(shù)據(jù)傳輸?shù)哪芰Γ坏脱舆t、低功耗的創(chuàng)新物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)，以及導(dǎo)入開放式平臺(tái)與虛擬化功能提升營運(yùn)商系統(tǒng)效率，都是市場端驅(qū)動(dòng)5G技術(shù)發(fā)展的原因。
至于產(chǎn)業(yè)端的驅(qū)動(dòng)力則包括2020年傳輸距離可傳輸數(shù)公里遠(yuǎn)的窄頻物聯(lián)網(wǎng)、6GHz的5G技術(shù)與小型基地臺(tái)雙向連網(wǎng)技術(shù)…等標(biāo)準(zhǔn)即將推出，可為物聯(lián)網(wǎng)或新一代感測與移動(dòng)裝置開創(chuàng)更多新應(yīng)用，再加上各區(qū)域標(biāo)準(zhǔn)組織都在爭取5G技術(shù)主導(dǎo)權(quán)，在在皆為促使5G發(fā)展更快的助力。
在物聯(lián)網(wǎng)方面，事實(shí)上，物聯(lián)網(wǎng)與5G技術(shù)的發(fā)展可以說是相輔相成。龐大的物聯(lián)網(wǎng)裝置需要更高速的移動(dòng)網(wǎng)路支援，才得以實(shí)現(xiàn)；而也因物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用服務(wù)需要進(jìn)一步提升效率與品質(zhì)，導(dǎo)致5G技術(shù)的加速前進(jìn)。
不僅如此，近幾年「紅翻天」的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用概念，已成為半導(dǎo)體、資通訊…等產(chǎn)業(yè)界的新「救贖」。因此若相關(guān)產(chǎn)品業(yè)者發(fā)展方向都積極與物聯(lián)網(wǎng)進(jìn)一步產(chǎn)生連結(jié)，半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)亦是如此。為因應(yīng)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用少量多樣、感測器需求大增、低功耗等要求，半導(dǎo)體業(yè)者也積極發(fā)展新的相關(guān)產(chǎn)品。
研究顯示，2016年半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)將面臨轉(zhuǎn)型及調(diào)整，物聯(lián)網(wǎng)扮演整合關(guān)鍵角色。2016年半導(dǎo)體將要面對物聯(lián)網(wǎng)帶來的產(chǎn)品特色與生產(chǎn)周期影響，半導(dǎo)體廠商除須提供具備差異化的產(chǎn)品，提高市場競爭力外，更需借自身的差異化轉(zhuǎn)型以應(yīng)對下一波的浪潮。換句話說，物聯(lián)網(wǎng)將改變產(chǎn)品的生產(chǎn)周期，更將使部份廠商的產(chǎn)品價(jià)值因使用情境的不同而受到壓縮，不過卻也衍生出新的價(jià)值區(qū)塊可讓廠商有新的填補(bǔ)空間，涵蓋新策略和生產(chǎn)工具等，因此轉(zhuǎn)型與調(diào)整將是未來幾年半導(dǎo)體業(yè)的首要課題。
工商網(wǎng)監(jiān)
評(píng)論