．5G 商用加速，毫米波將成熱門技術

Animating 5G: Millimeter Wave

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來源：拓墣產業研究院

隨著 5G 商用啓動，產業界對於 5G 商用探討，亦從先前的標準制訂階段，過渡到實質應用階段，其中 2018 年 6 月 13 日  3GPP (3rd Generation Partnership Project)會議已於聖地亞哥(San Diego)召開，正式發表 5G NR 標準獨立組網(Standalone，SA)方案，針對首個商用 5G 標準推出。

5G 朝向更高頻寬與更高頻譜發展，各大廠皆積極提供 5G 毫米波射頻前端解決方案。然 5G 基礎設施中，面臨 Sub6GHz 及毫米波等挑戰，如何做到低成本、高功效在 5G 網路建置中非常關鍵。

提升傳輸速率，可從增加頻譜效率與頻寬著手

5G 發展趨勢為提升數據傳輸速率，及提升裝置密度，並結合物聯網應用，如大範圍的環境偵測，其強調感測節點分布廣泛，不需要過於頻雜的數據傳輸，但長時間運作，因此需要極低功耗。

5G 技術另一個特色為訊號延遲的降低，可發展高精度應用，當中毫米波相關應用技術為 5G 發展重點，就連手機大廠 Apple 亦深耕毫米波天線陣列技術，鎖定未來 5G 應用。

5G 行動通訊願景為隨時隨地 1 Gbps 傳輸速率，實務上如何增加傳輸速率，必須從頻譜效率與頻寬著手(傳輸速率 = 頻譜效率′頻寬)，其中在頻譜效率的提升，可增加空間多通道通訊，包括利用：手機多天線技術(λ～10 cm)；(2)多輸入多輸出(Multi-input Multi-output，MIMO)技術/測試。

至於在頻寬增加方面，則透過毫米波通訊，利用：(1)手機毫米波陣列天線技術(λ<=10 cm)；(2)高增益毫米波技術/測試。

美國 FCC 將於 2018 年 11 月開放 28GHz 頻段營運執照競標，其中 3GPP 38.101 在 5G NR 定義兩個頻段範圍，包括 sub 6GHz, Millimeter Wave。

　　

5G 不僅有更快傳輸速度，更是萬物互聯基礎，其中關鍵射頻技術演進，氮化鎵(Gallium nitride，GaN)及 Massive MIMO 將進一步驅動 5G 發展。不論無線基礎設備業者、電信商、晶片大廠和智慧型手機製造商紛紛投入該產業鏈佈局，為 5G 發展之路奠定基礎。

https://www.groundai.com/project/a-survey-of-multi-access-edge-computing-in-5g-and-beyond-fundamentals-technology-integration-and-state-of-the-art/1

隨著微波頻段擁擠，為獲取更大頻寬，毫米波成為熱門技術

隨著 5G 商用加速，毫米波技術應用市場亦逐漸被打開，其中商用毫米波雷達，應用於車用/海空領域，包括輔助駕駛、自駕車/無人載具等，該頻段分別為 24 GHz、77 GHz、79 GHz、94 GHz，預估 2020 年全球智慧聯網汽車將達 2.5 億輛。在軍用毫米波/微波雷達應用上，以飛彈、戰機、軍艦、無人載具等，頻段落在 35 GHz(ka)、94 GHz(W)、10 GHz(X)，其中毫米波電子掃描陣列市場，年複合成長率為一般雷達的 2 倍。

使用毫米波技術，可因應數據傳輸速率的需求，不過必須克服毫米波缺點，包括空氣損耗大，以及繞射能力弱，容易被障礙物阻擋。

此外，毫米波天線射頻設計具有門檻，需大量技術累積，然毫米波陣列天線強調寬頻化、體積小型化、固態化和整合化等特色，未來隨著規模化量產和成本降低，將帶動另一波產業發展，例如使用小基地台作為無線訊號，在大基地台與 UE 端之間的訊號中繼站，並配合陣列天線與波束成型技術，可增加訊號覆蓋率。

換言之，5G 將引爆數位經濟市場，大廠透過投入 5G 自主系統開發，可鞏固及提升終端與晶片領域優勢，電信商則提早發展 5G 創新應用服務。

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