3GPP制定5G標(biāo)準(zhǔn)于今年開跑，且希望于2020年商用5G?，F(xiàn)階段，各國政府組織、學(xué)研單位與重要電信商如Verizon、NTT DOCOMO、Korea Telecom等皆已布局5G，力搏成為5G商用火車頭。
雖然4G仍可應(yīng)付現(xiàn)今手機(jī)移動(dòng)上網(wǎng)需求，但為了負(fù)荷物聯(lián)網(wǎng)(IoT)、機(jī)器對機(jī)器(M2M)的網(wǎng)絡(luò)需求，國際電信聯(lián)盟(ITU)、第三代合作夥伴計(jì)劃(3GPP)，以及歐美亞先進(jìn)國家皆馬不停蹄地展開5G開發(fā)計(jì)劃，矢志于2020年商轉(zhuǎn)5G。
ITU確立5G時(shí)程 3GPP標(biāo)準(zhǔn)制定今年開跑
眼前各界對5G普遍的想像是每一個(gè)時(shí)刻、每一處皆能有高速的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)，透過5G除了能帶來更便捷的手機(jī)通訊，還可實(shí)現(xiàn)智慧家庭、智慧交通、智慧教育、智慧農(nóng)業(yè)、智慧醫(yī)療與虛擬實(shí)境等新創(chuàng)應(yīng)用。
歐盟移動(dòng)暨無線通訊網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動(dòng)計(jì)劃(METIS)對5G的概念是直接裝置對裝置聯(lián)網(wǎng)(D2D)、超可靠通訊、超高密度網(wǎng)絡(luò)(Ultra-dense Network， UDN)、大規(guī)模機(jī)器通訊(如物聯(lián)網(wǎng))、移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)(如V2V)。
5G相較于4G，其網(wǎng)絡(luò)流量暴增1，000倍，聯(lián)網(wǎng)裝置成長10～100倍(五百～五千億臺(tái))，峰值傳輸速率達(dá)10Gbit/s，相關(guān)裝置的延遲性、功耗更低(具有10年電池壽命)。
為了使5G網(wǎng)絡(luò)流量能激增一千倍，工研院資通所副所長兼臺(tái)灣資通產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)(TAICS)祕書長周勝鄰認(rèn)為，可以透過提升頻譜效率、擴(kuò)展頻譜與增加網(wǎng)絡(luò)密集度來實(shí)現(xiàn)。
在提升頻譜效率方面，可運(yùn)用大規(guī)模多重輸入多重輸出(Massive MIMO)、同頻同時(shí)全雙工(CCFD)、Network MIMO與波束成形(Beamforming)等技術(shù);擴(kuò)展頻譜方面能藉助動(dòng)態(tài)頻譜分享(Dynamic Spectrum Sharing)、LAA/LWA/LSA、毫米波(mmWave)和載波聚合(CA)等;而增加網(wǎng)絡(luò)密集度則可利用SON、C-RAN等，透過上述三面 向的技術(shù)輔助，有望大幅增進(jìn)網(wǎng)絡(luò)容量。
為了在2020年實(shí)現(xiàn)5G，相關(guān)國際組織亦開始著手標(biāo)準(zhǔn)制定。周勝鄰表示，2015年6月ITU已 經(jīng)公布第五代移動(dòng)通訊計(jì)劃--IMT-2020，詳列未來5G需求與時(shí)間表，如圖1、圖2所示，預(yù)估2016年初3GPP會(huì)開始討論5G標(biāo)準(zhǔn)，且2018 年底定5G標(biāo)準(zhǔn)，并于2020年達(dá)到5G商轉(zhuǎn)目標(biāo)。
圖1 IMT-2020對5G網(wǎng)絡(luò)的八大要求 資料來源：工研院資通所
圖2 IMT-2020時(shí)間表 資料來源：工研院資通所
資 策會(huì)智通所副主任李永臺(tái)進(jìn)一步指出，3GPP在2015年9月召開第一次5G工作坊，預(yù)計(jì)在R14、R15和R16完成5G標(biāo)準(zhǔn)制定，并企望于2019年 年底遞交規(guī)格至ITU-R。從3GPP的角度而言，該組織會(huì)同時(shí)進(jìn)行4G LTE與5G，故R14版本會(huì)包含4G與5G技術(shù)。據(jù)悉，此組織暫定的5G標(biāo)準(zhǔn)制定時(shí)間表如下，2016年3月發(fā)布R13后，接下來的每個(gè)版本約隔五季推 出，意即2017年6月R14現(xiàn)身、2018年9月祭出R15、2019年R16出爐。
值得關(guān)注的是，5G將包括LTE演進(jìn)技術(shù)和全新的 5G技術(shù)。周勝鄰解釋，在LTE演進(jìn)方面的技術(shù)重點(diǎn)包括eFD-MIMO/CoMP、Dynamic Beam-Cell、eD2D、eMTC、Multi-RAT、動(dòng)態(tài)頻譜分享存取(DSA)、延遲縮短(Latency Reduction)等;5G新技術(shù)則著重毫米波與通道模型(Channel Modeling)、波束成形/波束追蹤(Beamtracking)、相位陣列天線(Phased Array Antenna)、正交分頻多工(OFDM)、Massive Connectio、UDN、Network MIMO、C-RAN、網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化(NFV)與網(wǎng)絡(luò)切片(Network Slicing)等技術(shù)。
除了國際組織開始著手5G標(biāo)準(zhǔn)制定之外，歐美的電信業(yè)者、通訊設(shè)備商和學(xué)研單位也早已投入5G布局，期搶先卡位5G市場。
歐洲產(chǎn)/學(xué)/研合推5G 美Verizon實(shí)場測試超前
歐洲早在2012年便推動(dòng)METIS計(jì)劃發(fā)展5G，更于2014年成立5GPPP(5G Public-Private Partnership)。根據(jù)國家實(shí)驗(yàn)研究院的資料顯示，5GPPP總體預(yù)算投入14億歐元，欲結(jié)合歐洲ICT行業(yè)、中小企業(yè)和歐盟委員會(huì)共同合作，來 推動(dòng)歐洲的5G技術(shù)研究和產(chǎn)業(yè)發(fā)展，藉以加速歐洲在5G的發(fā)展。據(jù)悉，5GPPP的“Horizon 2020”計(jì)劃，預(yù)計(jì)在5G獲得20%的標(biāo)準(zhǔn)必要專利(SEP)和35%的市占率。 此外，歐洲的電信設(shè)備商愛立信(Ericsson)也成立5G專案，透過該專案結(jié)合歐洲各國的主要業(yè)者、公部門及頂尖大學(xué)，以增進(jìn)歐洲5G競爭力和網(wǎng)絡(luò)型 社會(huì)效益。 據(jù)悉，此專案的學(xué)研夥伴囊括義大利比薩圣安娜高等學(xué)校、德國累斯頓工業(yè)大學(xué)、西班牙馬德里卡洛斯三世大學(xué)、西班牙馬德里IMDEA網(wǎng)絡(luò)研究機(jī)構(gòu)及英國倫敦 劍橋大學(xué)國王學(xué)院。產(chǎn)業(yè)合作夥伴如德國wiseSense、Weiss Robotics、MyOmega System Technology及義大利Zucchetti Centro Sistemi等。該專案將執(zhí)行各領(lǐng)域5G解決方案的產(chǎn)業(yè)試驗(yàn)計(jì)劃，包含汽車與交通運(yùn)輸、物聯(lián)網(wǎng)、能源與電力、公共安全、公共基礎(chǔ)建設(shè)及零售業(yè)。
相 較于歐洲由政府、產(chǎn)學(xué)研各界共同合作發(fā)展5G，美國在5G發(fā)展上則多由廠商譬如芯片商高通、電信商Verizon主導(dǎo)。第一家推出4G的電信商 Verizon(圖3)更宣布于2016年將在美國進(jìn)行5G實(shí)場測試、2017年商轉(zhuǎn)5G，現(xiàn)階段積極與思科(Cisco)、諾基亞(Nokia)、高通 (Qualcomm)、三星(Samsung)合作。 除了歐美之外，亞洲這次在5G競賽中也是當(dāng)仁不讓，亟欲奪下5G話語權(quán)。當(dāng)前亞洲5G前哨戰(zhàn)已開打，包括中國、韓國和日本都展開搶攻移動(dòng)。
中國啟動(dòng)5G技術(shù)研發(fā)試驗(yàn) 日韓拚奧運(yùn)展國力
中國在2013年成立IMT-2020(5G)推進(jìn)組，該組并于2014年發(fā)布5G愿景與需求白皮書。近日，中國更啟動(dòng)5G技術(shù)研發(fā)試驗(yàn)，宣布 2016～2018年將分三個(gè)階段：5G關(guān)鍵技術(shù)試驗(yàn)、5G技術(shù)方案驗(yàn)證和5G系統(tǒng)驗(yàn)證來展開5G網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)研發(fā)試驗(yàn)。此外，中國通訊設(shè)備大廠如華為、中興也積極參與5GPPP，而華為也和俄羅斯電信商MegaFon聯(lián)手，希望于2018年世界杯建立5G實(shí)驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)。
除了中國力拼開發(fā)5G 外，日韓兩國也為應(yīng)援奧運(yùn)到來，已攜手各領(lǐng)域業(yè)者開發(fā)5G，期望成為5G領(lǐng)頭羊。比方像日本電信商N(yùn)TT DOCOMO為于2020年東京奧運(yùn)上展示5G，已與諾基亞、愛立信、富士通和華為等業(yè)者合作試驗(yàn)(圖4);韓國Korea Telecom和中國華為也積極進(jìn)行5G試驗(yàn)。
上述兩國相關(guān)5G組織也動(dòng)作頻頻，譬如日本電波產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)(ARIB)在2013年便展開5G布局，并于2015年發(fā)布5G白皮書宣示2020年東京奧運(yùn)展示 5G;而韓國則于2013年宣布5G移動(dòng)通訊促進(jìn)戰(zhàn)略，并成立5G論壇(5G Forum)，將在2016年與歐盟攜手，增進(jìn)南韓5G論壇和5GPPP合作。
然而，日韓都欲藉世界運(yùn)動(dòng)賽事展示5G系統(tǒng)，也是亞洲最被看好先行邁入5G商轉(zhuǎn)的國家，究竟日本和韓國，誰能捷足先登?
國家實(shí)驗(yàn)研究院科技政策研究與資訊中心政策研究組助理研究員鄭凱仁表示，3GPP原預(yù)計(jì)2015年發(fā)布R13，但時(shí)程卻延到2016年，所以后續(xù)版本也極可 能延后，故日韓想搶在平昌冬奧或東京奧運(yùn)時(shí)展示5G，是宣示意味大于實(shí)質(zhì)，屆時(shí)這兩國或許僅能展示幾項(xiàng)滿足5G標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)。
周勝鄰則觀 察，由于相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)制定在2016年初才起跑，最快2018年才底定第一版5G標(biāo)準(zhǔn)，從時(shí)程上來看，韓國欲在2018年平昌冬奧展示符合標(biāo)準(zhǔn)的5G系統(tǒng)并不 容易，該國將遭遇較高挑戰(zhàn);而日本透過與全球大廠合作，就時(shí)間點(diǎn)而言，較有機(jī)會(huì)于2020年東京奧運(yùn)展示5G系統(tǒng)，但屆時(shí)是展示商用5G系統(tǒng)或預(yù)商用5G 系統(tǒng)，甚至是雛型系統(tǒng)，則有待后續(xù)密切關(guān)注。
“弱者等待時(shí)機(jī)，強(qiáng)者制造時(shí)機(jī)。”居禮夫人的此句名言似乎已替當(dāng)前的5G競技賽畫下最佳注解。面對5G、甚至于背后商機(jī)可觀的潛力應(yīng)用--物聯(lián)網(wǎng)，無論是歐美亞的任一國家或廠商，皆力爭成為早起的鳥兒，來大啖5G大餅
