5G毫米波給頻帶帶來了什么樣的改變

　　無線設(shè)備數(shù)量與其消耗的數(shù)據(jù)量每年都以等比級數(shù)增加——年復(fù)合成長率（CAGR）達53%。當這些無線設(shè)備創(chuàng)造并消耗資料時，連接這些設(shè)備的無線通信基礎(chǔ)設(shè)施也必須隨之演進，才能滿足成長的需求。3GPP定義三種高階5G使用案例（圖1）的目標是隨時隨地提供可用的移動寬帶數(shù)據(jù)，然而，僅僅提升4G架構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的頻譜效率，并不足以提供所需數(shù)據(jù)速率的步階函數(shù)。有鑒于此，研究人員正致力于研究更高的頻率，希望得到可行的解決方案。早期在信道探測（channel sounding）作業(yè)的結(jié)果相當良好，因此世界各地的無線標準組織皆重新調(diào)整研究重點，以便了解新一代5G無線系統(tǒng)如何整合，以及從運用這些新的頻率與較高的帶寬中受益。

　　定義5G的關(guān)鍵績效指標

　　設(shè)計這些使用案例時，都是希望未來的無線標準得以針對新應(yīng)用補足既有無線標準無法滿足的缺口，而各個案例都需要一組不同的全新關(guān)鍵績效指標（KPI）。IMT 2020使用案例所定義的增強型移動寬帶（eMBB）預(yù)計能達到10Gb/s的峰值數(shù)據(jù)速率，比4G快了100倍。根據(jù)Shannon-Hartley定律，容量是帶寬（頻譜）與信道噪聲的函數(shù)，因此數(shù)據(jù)速率確實與可用的頻譜有關(guān)。由于6GHz以下的頻譜已經(jīng)分配完畢，所以6GHz以上（尤其是毫米波范圍內(nèi)）的頻譜，可說是因應(yīng)eMBB使用案例的理想替代方案。

　　毫米波：三種頻率的故事

　　為了服務(wù)客戶，全球各地的電信業(yè)者已在頻譜上投資了數(shù)十億美元。設(shè)定頻譜拍賣底價更突顯了頻譜這種寶貴資源的市場價值與供不應(yīng)求的特性。開啟新的頻譜讓電信業(yè)者不僅能服務(wù)更多使用者，還能提供更高效能的移動寬帶數(shù)據(jù)傳輸體驗。與6GHz 以下的頻譜相比，毫米波的頻譜不僅非常充裕，而且只要稍經(jīng)授權(quán)就能使用，因此世界各地的業(yè)者都能運用毫米波。此外，現(xiàn)代芯片制造技術(shù)已經(jīng)大幅降低了毫米波設(shè)備的成本，所以在價格方面，這些設(shè)備已可用于消費性電子產(chǎn)品。而采用毫米波所面臨的挑戰(zhàn)，主要在于這些頻譜并未經(jīng)過完整研究，仍有尚未解決的技術(shù)問題。電信業(yè)者已開始研究毫米波技術(shù)，以便評估最適合移動應(yīng)用的頻率范圍。國際電信聯(lián)盟（ITU）與3GPP已共同規(guī)劃進行5G標準的兩階段研究。第一階段研究將著重于40GHz以下的頻率，以因應(yīng)較急迫的商業(yè)需求部份，完成時間訂為2018年9月。第二階段則預(yù)計從2018年開始，于2019年12月完成，目標是達成IMT 2020所列的KPI，并著重于高達100GHz的頻率。為了統(tǒng)一全球的毫米波頻率標準，ITU在近期的世界無線電通信大會（WRC）結(jié)束后，公布了24GHz到86GHz之間的全球可用頻率的建議列表： 24.25–27.5GHz ，31.8–33.4GHz ，37–40.5GHz ，40.5–42.5GHz ，45.5–50.2GHz ，50.4–52.6GHz ，66–76GHz ，81– 86GHz ITU提出建議不久后，美國聯(lián)邦通信委員會（FCC）便于2015年10月21日發(fā)布了擬議規(guī)范公告（NPRM），針對28GHz、 37GHz、39GHz與64~71GHz頻帶提出全新且靈活的服務(wù)規(guī)則。