因應業界對於下一代通訊技術與產業共生體系的標準要求，邁向5G網路的發展藍圖逐漸清晰，有關5G技術與全球標準的研發活動也陸續展開，包括歐盟、美國、英國與法國紛紛啟動研究計劃，期望在新一輪的競賽中佔據優勢地位。而在亞洲，5G的研發也不甘示弱，中國、韓國與日本等地正加快了腳步。
5G合作與聯盟形成
各國政府與業界組織正針對可望成為全球性的5G標準形成初步共識，目標均在於為大多數採用毫米波(millimeter wave)頻率的下一代服務而舖路。
歐洲與韓國的監管機構以及研究人員們已經在今年六月中旬針對5G合作達成協議了。去年底於歐洲成立的研究組織──‘5G公私合作聯盟’(5GPPP)主席Werner Mohr表示，他希望今年秋天能夠在歐洲、中國與日本之間見到更多類似的政府與產業雙邊協議到位。
他強調，歐洲監管機構以及美國聯邦通訊委員會(FCC)之間已經展開5G會談了。然而，相較於中國、歐洲、韓國與日本，美國至今尚未形成一個5G產業組織來表達看法。
「我們試著進行各種初期的討論，為建立一個全球性的5G標準做好準備，」Mohr指出，「我們的目標是希望能在2015年以前達到共同的願景以及對於系統要求的共識。這是為了達到2015年世界無線電通信大會(WRC-15)的頻譜要求與期待所必備的。」
2015年世界無線電通信大會(WRC-15)將於2015年11月2-27日在日內瓦舉行。國際電信聯盟(ITU)每隔三、四年就會舉辦一次這樣的盛會，它是規劃全球頻譜利用的重要會議。即將在2015年舉辦的下一屆會議已經被視為諧調5G毫米波服務的重要時刻了。
目前，全球對於在2020年時過渡至5G服務的看法「十分類似，但並不完全相同，」Mohr說。
例如，韓國的研究人員積極推動50Gbps的性能來因應超高解析視訊的無線傳輸服務。歐洲研究人員則將最高數據傳輸率設定在10-20Gbps，但他們也希望能支援毫秒級的延遲，以便實現一些像駕駛汽車與工廠機器人等應用。
5G種子在中國萌芽
在共同議定的頻段上建立起一項全球標準，將有助於觀光、商旅人士，以及業界科技公司──他們必須開發可支援所有全球標準與頻段的產品。
當今全球所使用的LTE服務分別透過40種以上的不同頻段進行傳輸。針對5G服務，研究人員們正自28GHz至200GHz的頻段範圍內探索多種概念——這一頻譜範圍比起目前使用的蜂巢式服務更加廣泛。
針對過去的3G與4G世代，中國分別推動著不同的自有標準。中國針對3G推動的TD-SCDMA標準並未在市場上取得顯著動能，但其自有的TDD-LTE則獲得多方採用。
相較於專注單一標準，Mohr推測，開發商支援兩種LTE版本可能得花費更多20-30%的努力。此外，他表示，當市場分歧時，技術供應商所能取得的經濟規模也較低。
如同任何地區或企業一樣，中國一直積極地爭取在知識財產權(IP)的平等地位。過去，中國製造商在生產由西方國家定義的標準時，支付了龐大的授權費用。中國國家863計劃5G專家組組長兼南京東南大學教授尤肖虎表示，看好下一世代的來臨，中國積極致力於開發各種5G技術已有一段時間了。
例如，中國移動(China Mobile)提出了像雲端服務與核心伺服器叢集一樣執行蜂巢式網路的概念。尤肖虎表示，雲端無線電接取網路(C-RAN)「是未來中國在5G架構方面得以超越美國與歐洲的一個領域。我們目前已經針對這個方向進行許多基礎研究與實際建置了。」
至於未來是否會出現一個或多個5G標準？目前難以定論，但Mohr希望今秋就能見到相關的作協議出現，從而為明年帶來一些研討會等活動，進一步促成在5G服務與系統方面的共識。
歐盟(EU)還將選舉從11月起在國會工作的新代表。但相較於中國與日本，Mohr認為這可能會延遲監管機構努力取得5G合作協議的工作時程。
WRC-15被視為有助於協調頻譜分配以實現5G毫米波服務的重要時刻
（來源：China IMT-2020）
亞洲崛起：中、韓積極佈局5G服務
中國與韓國的研究組織正致力於開發相關技術，迎接將在2020年前後啟用的5
G蜂巢式服務。在去年舉行的5G交流會議上，雙方還答署了合作備忘錄。繼韓國之後，中國與日本也將在今年秋天與歐盟的5GPPP達成協議。
「我們的目標是合作進行5G研究，以期能共同為未來的5G全球標準有所貢獻，並可能展開一些合作研究計劃，」尤肖虎表示，中國已分別在3G與4G時代主導了TD-SCDMA與TDD-LTE版本，至於「是否在5G方面也開發自有標準，目前還言之過早。」
在介紹中國致力於5G發展的IMT-2020(5G)推動小組時，尤肖虎指出，蜂巢式和Wi-Fi的5G發展藍圖最後都將融合於毫米波技術(如圖)，這表示未來獨立的5G標準可能來自於IEEE或ITU。
現有的通訊技術演變
中國的5G計劃中有55家企業成員，包括中國移動、華為(Huawei)與中興(ZTE)等國內公司、當地的大學以及海外企業，如愛立信(Ericcson)和Nokia Solutions and Networks。截至目前為止，該小組已經開發出一系列的關鍵技術與展示項目，包括毫米波頻段等。
「中國的大學院校從十年前開始進行GHz高頻方面的研究，」尤肖虎說，「2006年，我們還首度利用分佈式天線技術在3.5GHz頻段進行4G系統的現場試驗，如今，我們正將注意力集中在6-11GHz的無線電與毫米波(45-65GHz) 技術，期望能在2015年底以前成功建立一個展示項目。」
尤肖虎說：「5G的目標在於達到100bits/s/Hz的頻譜利用率，利用一些多重輸入多重輸出(MIMO)天線以及OFDM等空間調變技術。」
「大規模MIMO可有效利用空間資源，從而使基地台的容量提高10倍以上。」此外，他還表示， 70%以上的行動數據流量是在室內產生的，因此，他提出了為蜂巢式覆蓋範圍「分配不同頻率」的作法，例如「低頻用於室外覆蓋，高頻則用於室內。」
韓國力推5G
韓國於2012年7月正式成立5G論壇(5G Forum)，並於隔年五月舉行第一次高峰會議。5G論壇成員包括韓國本土巨擘──LG與三星(Samsung)等韓國手機服務供應商、ETRI與KAIST研究機構 ，以及英特爾(Intel)、美商國家儀器(NI)以及高通(Qualcomm)等海外主導企業。
負責5G論壇指導委員會的KAIST教授Youngnam Han表示，他希望該組織能有助於促進合作，以實現一個單一的5G標準。「不過，由於各國的頻譜劃分不一，5G服務所要求的頻寬也不盡相同，因此也許會出現超過一種以上的全球標準，但考慮到毫米波技術所具有的5G潛力，」他強調，「當然，智財權(IPR)議題將在此發揮重要作用。」
KAIST目前正致力於其5G研究，其中包括利用波分多工接取技術來驗證通道效率。此外，該組織還將與三星合作28GHz無線電技術，同時也像中國一樣致力於大規模MIMO天線技術。
韓國SK Telecom也正探索毫米波服務，包括使用‘超密集’的小型蜂巢式基地台及先進的天線技術。此外，針對5G的未來願景，SK也在軟體定義網路(SDN)與網路功能虛擬化方面看到了新機會。
美國態度低調？
相較於中國、歐洲、韓國與日本，美國雖然沒有專門針對5G網路成立的產業研究組織，但有許多企業與學術單位正積極地投入世界各地的研發計劃，致力於為將在2020年啟動的系統和服務做準備。
例如，英特爾協助推動60GHz技術成為最新版的無線網路。該公司目前正致力於開發60GHz蜂巢式回程鏈路以及28GHz和39GHz傳輸技術，為手機實現至少200公尺距離的1Gbps蜂巢式網路鏈路。
英特爾毫米波標準先進技術總監Ali Sadri表示不擔心美國缺少5G研究組織的問題，「我認為美國擁有一個更具競爭力的環境，而不必在技術上宣示國家的位置。 「
同樣地，全球最大的手機晶供應商──高通則展開一連串的5G計劃，該公司也認同並不需要一個專屬於美國的研發計劃。
「美國的企業與學術研究人員之間持續進行著有關5G的研發計劃與互動，但美國所贊助的學術研發計劃並不強調專屬於5G，或是要求得在一家組織的支援下進行，」高通技術行銷資深總監Rasmus Hellberg表示。
Hellberg強調，5G需要的是為授權與未授權頻譜(包括毫米波頻率)建置一個統一的設計。根據Hellberg表示，這項技術必須能提供更高的數據傳輸速率、更低延遲以及更高容量，但它也必須滿足各種應用案例。
以Hellberg的觀點來看，這意味著5G將會需要：
‧支援龐大的設備、事物與用戶
‧支援由超高到超低數據率的變化與工作週期
‧根據性能需求自動調整提高或縮減
‧透過虛擬化降低網路部署/運作成本
‧以超低延遲實現光纖般的用戶體驗
亟待更多努力？
NYU Wireless創辦人兼研究中心總監Ted Rappaport認為，其研究中心可說是一家真正的美國5G聯盟。該研究中心不僅擁有AT&T、L3、英特爾、NI、諾基亞(Nokia，現隸屬於微軟)與高通等企業的支援，針對毫米波技術進行深入的研究，去年還主持了一場有關5G蜂巢式網研討會。
「不過，美國仍然需要一個全國性的召集人，以確保美國在無線技術改朝換代時仍能保有其競爭力，此外，為了迎接超寬頻無線通訊的未來，有關的頻譜、技術以及技術專家人才庫也必須到位，」因此，Rappaport強調，「在NYU Wireless，我們正致力於填補這一角色。」
多家美國公司也積極參與在美國國內以及海外各地的其他5G計劃。例如，NI和高通已經名列韓國5G論壇的成員國了。
然而，Mohr表示，他只知道幾家美國公司致力於5G計劃。因此，如果能共同成立一個產業組織，可望使整個北美地區受益。
「如果能有代表與我們共同商談在美國展開5G行動，這將會更有利於推動5G進展，」Mohr說，「目前在美國的5G研究主要來自學術領域......我只知道英特爾以及高通致力於5G計劃，但並不是十分瞭解相關細節，因此，如果能有一個相對的組織會更好。」
英特爾已加入歐洲5GPPP了，高通也已經「與5GPPP進行洽談了，但內部尚未作出決定」是否參與。此外，「IBM將參與5GPPP，但主要是以IBM以色列公司，」Mohr說。
而在美國電信業者方面，「我們已經與AT&T展開洽談了，但電信業者無法從5GPPP計劃中取得公共資金」，Mohr說。例如，AT&T公司可以參與研發計劃，但必須自行提供資金。
編譯：Susan Hong
(參考原文：5G Calling: Alliances Form、5G Calling: Asia Rising、5G Calling: US Answers, Sorta，by Rick Merritt)
資料來源:電子工程專輯
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