5G正在全球範圍內蓬勃發展,尤其在中國已有50個城市正式商用。但究竟什麼是5G,它給我們的生活帶來了什麼影響?

在日前由ASPENCORE《電子工程專輯》、《國際電子商情》和《電子技術設計》主辦的「2019全球雙峰會」上,Qorvo高性能解決方案事業部(Qorvo HPs)全球總經理Roger Hall以《提升5G網路中的射頻性能》為題發表專題演講。

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Qorvo HPs全球總經理Roger Hall

「我們正面臨越來越多的資料,因此每個使用者都希望自己的手機傳送速率更快,能夠快捷地獲取網路上的資訊,要做到這一點,最關鍵的技術就是5G。」Roger Hall說,「4G時代重視用戶本身,到了5G將更關注於機器對機器的互動。4G和之前的通訊技術延遲問題都比較嚴重,5G有希望將延遲大幅縮減,因此我們認為5G前景看好。」

目前已經有多個品牌的5G智慧型手機發售,這也得益於5G網路的迅速鋪開。但發展5G的基礎不僅僅是架設基地台,還有行動營運商及其他相關基礎設施的共同協作。

從商業營運的角度看,5G市場的模型投資組合在不同的產業領域中有不同的分支,以10億元為單位並且呈現上升趨勢。單從LDMOS功率放大器(PA)來看,到2023年有小型的5G< 6GHz m-MIMO LDMOS PA成長迅速,但大型的LDMOS Macro PA也還會長期存在,以滿足不同的需求。

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5G市場持續快速成長

Roger Hall表示:「要想把5G做好,除了需要很多的創新和技術,還需要大大小小的公司匯聚在一起形成生態系統。除了做基地台的巨頭們滿足基礎工程的需求,還要有做物聯網(IoT)的新創公司,做出顛覆性的創新應用。」

當前全球各地採用的5G頻段比較一致,大多數是Sub-6GHz。根據《愛立信行動報告》,到2024年手機用戶將達到15億,5G覆蓋的人口數量也會達到40%,這是前所未有的。

Roger Hall表示:「屆時4G和5G網路的頻段都會重疊在一起,我們要做很多的事情來解決重疊產生的問題。」

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全球營運商正就5G主要頻段迅速展開部署

5G的主要頻段集中在3.3-4.2GHz、3.3-4.8GHz和3.3-5.5GHz之間,在人口密集的區域建設更多的基地台,才能最大程度地利用5G網路的能力,這也是從4G發展到5G最大的不同點。

創造一個基於5G網路的生態系統,需要大量的基礎設備支撐,以保證5G全面覆蓋應用範圍,即使在行動的時候也能滿足需求。實現這個目標,相當於用最小的能量,得到最大的性能。整個使用5G的過程,都需要傳送和接收資料,所以需要更多的基地台、增加更多的天線以及面對越來越多的資料量。

Roger Hall說,一般MIMO天線的資料處理量是2.5GB/s,「我們預計未來手機中會多一根天線,以增強接收能力。這是5G手機今後可以選擇的技術,目的是最大地展現5G網路性能。我們往往用很多半導體元件來支撐較高的等效全向輻射功率(EIRP),如今還需要有更多的天線,所以要權衡有用元件的數量。這很複雜,要平衡不同的OEM和其他合作夥伴的關係,最好的解決方是根據用途來決定的,比如說終端使用者希望用矽元件來做低功耗,但是製造商的需求又不同。」

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5G的生態系統

其實現在的顧客到底需要的是什麼呢?

對於5G網路工程師來說,可能要想的東西比較多。首先要想一下,有沒有一些讓人興奮的新技術可以採用?還要考慮營運商的實際情況,例如說中國移動(China Mobile)當然想在降低營運成本、功耗的同時,還要提高可靠性和資料通過率。

在最佳化基地台架構方面,可以採用不同的元件進行嘗試。例如天線會用到的1,024個元件,不同的接收面積、發射功率甚至元件材料等,都可以滿足不同的應用需求。

Roger Hall總結說:「我們專注於5G的全域解決方案,為客戶提供從傳輸到接收訊號的所有方案。5G要實現不同的設備、人員與終端之間的連接,我們則支援這些連接,讓他們更有效率。」。