各大無線營運商及其供應商部署4G升級服務和真正5G服務的最後期限只剩幾個月了,他們幾乎都在全力以赴以趕上最後期限;因此可以理解,他們最近已經不像前幾年那樣有那麼多時間積極針對宣傳5G技術舉辦行銷/公關活動,現階段的主要工作是有關測試、試營運(trial)和新產品,以及讓未來服務所需的頻譜準備就緒。巧合的是,近來在北美洲三個最大國家都有關於5G的政策面消息。

在6月中旬,美國聯邦通訊委員會(FCC)通過了幾項關於24GHz頻譜使用的法規,儘管這些法規條文內容晦澀難懂,仍不損其重要性。一直到最近,24GHz頻譜只有一小部份可以轉為5G應用,因為該頻段有很大一部分已被雷達所用;而由於技術原因,雷達正在轉向採用77GHz。這個轉移應該是漸進的,但最終會有更多的24GHz頻段可撥給其他用途。

FCC希望釋出24GHz頻段的使用執照給5G應用;該機構假設——應該也幾乎是可以肯定地說——該頻段可用的頻寬越多,使用執照也會越有價值,拍賣時會獲得更高的出價。為此FCC訂定了鼓勵使用24GHz頻段的規則,其中一條就是整個24GHz頻段操作性要求(operability requirement)的採用;FCC還建立了一個共用框架,使得可將一部份24GHz頻段用於地面無線通訊營運和固定式衛星服務(FSS)地面工作站。

此外,為了替尚未有時間表的未來執照拍賣做準備,FCC拒絕對申請機構可在拍賣中獲得的頻譜數量(不僅包括24GHz頻段,還包括47GHz頻段)設定拍賣前限制(pre-auction limits),並提案也取消28GHz、37GHz和39GHz頻段的1,250MHz拍賣前限制。美國的下一次頻譜拍賣是針對28GHz頻段,預計於今年11月展開。

加拿大和墨西哥主管機關的5G策略

加拿大無線通訊業者則對該國政府的頻譜拍賣規劃感到沮喪;該國預計在2019年針對5Gˋ用拍賣600MHz頻譜,在2020年拍賣3.5GHz頻譜,而在2021年拍賣毫米波(mmWave)頻譜(尚未指定頻率)。當地電信營運商希望在2020年開始提供商用5G服務,他們想要使用3.5GHz頻譜來實現,因此爭取3.5GHz拍賣提前至2019年;但在加拿大掌管電信法規的部門長官最近回應,該國政府不考慮改變拍賣時間表。

與此同時,墨西哥宣佈打算為5G服務分配600MHz頻段;根據當地媒體報導,該計畫將需要重新安置48個數位地面電視台。

5G測試與試營運

你或許以為已經可以用5G打電話;所謂「打電話」,就是有兩個人各在線路的一端,實際與對方交談。但你錯了…儘管包括AT&T、Verizon等電信業者都宣示將於今年夏天啟動固定式無線5G NR (New Radio)服務,全球也有多家公司宣稱要在今年底之前提供行動5G服務,還有大量的測試和試營運步驟得完成。

這也是為何Nokia與T-Mobile宣佈已經在符合3GPP標準的5G NR系統上完成似乎是首次雙向無線5G資料對談(data session)時,被視為一個大事件。回顧5G NR被認為是增強型4G而非真5G,確實也是合理的;5G NR標準已被採用,但整個產業仍在繼續進行5G標準的訂定流程。Nokia和T-Mobile表示,上述測試是在後者位於美國華盛頓州的實驗室進行的,採用了Nokia的AirScale基頻和無線電方案、AirFrame伺服器,以及執行5G NR 3GPP相容軟體的AirScale Cloud RAN。

5月下旬,加拿大業者Shaw Communications宣佈其5G技術的首次試營運取得成功;該公司與Nokia、量測設備業者R&S (Rohde & Schwarz)和美國有線電視實驗室(CableLabs)合作,在3.5GHz和28GHz頻率測試預商用系統(也就是說是在相關標準最終版本確定之前打造的系統),測試兩種頻率的互通性。CableLabs的參與值得注意,因為5G無線技術將更加依賴有線骨幹網路(wireline backhaul)和雙模(蜂巢式/Wi-Fi)運作,而有線電視業者將5G視為一種趨勢,會進一步將無線和有線服務供應商的命運捆綁在一起。

今年4月,加拿大電信業者Rogers Communications表示已經對5G系統進行了一些實驗室測試,並宣佈了與愛立信(Ericsson)正在進行的測試計畫,包括今年稍晚將於加拿大多倫多(Toronto)和渥太華(Ottawa)進行的現場試營運。

Nokia宣佈已在中國工信部(MIIT)主辦的技術試營運中完成了端對端5G NR資料通呼叫;該公司表示,這是一種雙連接呼叫(dual connectivity call),使用3.5GHz的5G NR系統,以及2.1GHz頻段的LTE基礎設施,用戶端設備模擬由Prisma Telecom Testing提供。Nokia解釋:「為了準備好2020年在中國的5G商業佈署,6GHz以下頻段的雙模運作(dual operation)是廣域覆蓋和大規模物聯網(IoT)連結所必需的。」

EDNT180907_5G_NT31P1

圖1:英特爾(Intel)公佈了針對5G網路基礎設施的參考設計,包括來自主要開發合作夥伴的貢獻。
(圖片來源:Intel)

英國無線運營商EE宣佈將於10月展開小型試營運,據說這將是英國首度進行5G現場試營運;參與者將包括10家企業和英國科技城(Tech City)的一些居民——Tech City位於倫敦附近,已成為該市的科技專區;該公司將使用3.5GHz頻段。根據網路媒體5G.co.uk的報導,另一家英國電信業者O2也計劃於今年稍晚在倫敦的O2體育館(O2 Arena)進行5G試營運。

不要忘記,5G技術的開發基本上是與應用場景交織在一起的,其中一個重要的使用案例就是物聯網。台灣的工具機業者友嘉集團(FFG)正準備為所謂的「未來工廠」打造第一條示範生產線,該公司正與凌華(ADLINK)合作,開發FFG機器人作業系統(OS)和資料分散式服務(DDS)之間的介面,這將為FFG在自動化系統與最終的完全自動化工廠使用5G連結做好準備。

最後這個消息在5G測試與試營運方面有點像是「出其不意」的狀況,但若有人提供了5G網路參考設計,顯然意味著其網路配置已經有過測試和試營運。英特爾(Intel)就提供了一個5G網路參考設計,聲稱通訊服務供應商(CSP)可採用該參考設計更快推出5G服務(圖1);該參考設計包含英特爾處理器、FPGA,以及Wind River和Radisys的軟體、Mavenir的虛擬化電信核心技術(virtualized packet core technology),還有Amdocs的網路功能虛擬化(NFV)技術。

5G相關產品與技術

已經可以確定的是,當電信營運商在今年底和明年初開始提供5G行動通訊服務時,市場上還不會有5G手機;第一波5G裝置幾乎肯定會是平板電腦和筆記型電腦。

英特爾表示在與電信業者Sprint合作,將於2019年推出支援5G的筆記型電腦;在今年台北國際電腦展(Computex)期間,英特爾也透露正在與宏碁(Acer)、華碩(Asus)、戴爾(Dell)、惠普(HP)、聯想(Lenovo)和微軟(Microsoft)等公司進行相關合作。

聯發科(MediaTek)將於2019年開始銷售針對5G NR手機的5G數據機晶片組,具體時間表尚未缺定,但表示該晶片組將比原先的計畫提前6個月上市。聯發科將於稍晚公佈技術細節佈,屆時將可得知該晶片組支援的頻譜。

而聯發科加快進度,與中國移動(China Mobile)加速5G時間表的腳步一致,這可能並非巧合;聯發科與包括中國移動和NTT Docomo在內的其他幾家公司有一個開發聯盟。中國移動最初計劃在2020年推出商用5G行動通訊服務,今年初又表示提前到2019年的某個時間。在此同時,NTT Docomo仍表示其目標是在2019年建立試營運站點(trial sites),並在2020年推出商用5G行動通訊服務。

美國晶片業者Qorvo宣佈推出應用於5G基地台的五款新產品,包括兩款2級(2-stage)功率放大器、兩款整合式前端模組(FEM)和一款寬頻驅動放大器;該公司表示,這些元件可支援從3GHz到39GHz的5G頻率範圍。還有恩智浦半導體(NXP)也針對5G市場推出多款元件,包括一系列針對運作於各種頻率之5G基站基地台應用的大功率射頻IC (圖2)。

EDNT180907_5G_NT31P2

圖2:恩智浦針對5G蜂巢式網路應用擴展了其GaN和Si-LDMOS產品線陣容。
(圖片來源:NXP)

另一家美國晶片業者Anokiwave則推出了針對基地台應用的5G-Gen 2系列四核心矽晶片的下一代產品;這款AWMF-0139元件運作於24/26GHz,該公司表示其5G-Gen 2系列現在可支援所有主要的5G毫米波頻段(24/26GHz、28GHz和37/39GHz)。

在其他相關5G技術方面,東京工業大學(Tokyo Institute of Technology)發表的一篇論文介紹了一種新的波束控制(beam steering)方法;該技術首個應用實例是運作於28GHz (將用於5G行動通訊的毫米波頻率之一)的收發器。該校研究人員指出,大多數通常用於高階收發器的RF移相器(phase shifter),「無法勝任5G收發器的應用需求。」

因此研究人員設計了一種使用本地振盪器(local oscillator,LO)而非多個RF移相器的電路,新收發器能夠以0.04度的步距(step)移動LO相位,並且誤差很小;根據《Science Daily》的報導,這相當於0.1度的波束控制解析度,與先前的設計相較是大幅度的改善。

此外NI表示將採用Accelercomm開發的通道編碼技術;後者專長於極化碼(polar codes)技術,這是一種相對較新的糾錯編碼技術,可用於代替Turbo碼或低密度同位元檢查碼(low-density parity check,LDPC)。極化碼已被用於增強型行動寬頻(eMBB)系統中的5G通道編碼,NI將把Accelercomm的極化碼IP用於USRP RIO軟體定義無線電產品線,該產品線適用無線通訊系統的原型設計。

(參考原文:5G roundup: hunkered down to get it done,by Brian Santo)