．物聯網中用於 5G 的 5 大射頻技術

5G in 5 Minutes

Qorvo、Yole 和 Keysight 的主要參與者，都在這個領域中，領先和顛覆性的 RF 技術上，進行了評估。

射頻辨識（RFID）技術的先驅 Kevin Ashon 應該創造出物聯網（IoT）這個詞是合適的。如今，物聯網已經超越了 RFID，涵蓋了幾乎所有將實體世界，連接到網路的無處不在的感測器。

下一波連接技術（包括 5G），包括從可穿戴設備到智慧家庭的各種案例和應用。實施中最大的障礙之一，是競爭性的射頻連接標準的數量和種類（圖1）。這些標準之間的主要折衷，是設計人員需要傳輸的數據量，與傳輸距離之間的關係，所有這些都與系統的電池壽命保持平衡。

許多專家指出，物聯網不是「物」，而是新服務業務。服務是物聯網的關鍵驅動力，而 RF 連接正在啟用這些服務。無線和蜂窩網路，都將成為連接性方程式的組成部分。

「就蜂窩物聯網標準而言，Cat M1 / NB1 正在為蜂窩營運商打開廣闊的新市場，」 Qorvo 的 Filter Solutions BU 總經理 Glen Riley 在最近的 Semi Pacific NW 論壇上解釋道（圖2）。 LTE Cat M1 和 NB1 都是第三代合作夥伴計劃（3GPP）開發的 LTE 版本。 Cat M1 / Cat NB1 適用於遠端、低功耗和數據速率應用，例如智慧電錶和資產跟蹤。

半太平洋西北論壇的另一位演講者，Yole Développement 射頻設備和技術部門負責人 Claire Troadec 指出，新的行動標準大約每 10 年出現一次。新標準為最終使用者打開了新的應用領域。例如，新興的第五代行網路（或 5G）的目標，是比 4G 設備具有更低的延遲，並降低電池消耗，從而更好地實現 IOT（圖3）。 Troadec 指出，新興的 5G 無線電將建立在毫米波，新的無線電接入網路（RAN）和無線電接入技術（RAT）的基礎上。

全面實施 5G 的時間表尚需時日。根據 Dell'Oro Group 的最新報告，RAN 收入將在 2017 年至 2021 年間處於最弱狀態。最初的 5G RAN 將被佈署為大基地台，隨後是用於城市環境的 5G 小型蜂窩。到 2021 年，毫米波服務最初將佔 5G 市場營運商支出的不到 5％。

顛覆性和啟用 5G

支持 5G 的關鍵顛覆性技術趨勢將是什麼？這取決於你問誰。在最近的 IEEE IMS 2017 活動中，Keysight 演講列出了以下關鍵啟用技術：

- 適用於 5G 的新無線電（NR）標準 – 與 LTE 分開。這是 3GPP 標準。

- 頻譜 - 其他 5G 或「 5G 之前」空中介面規格，包括：

．Verizon Pre-5G 規格（固定的無線毫米波）

．AT＆T Pre-5G 試用版（固定無線毫米波）

．KT Spec（行動無線毫米波）

- 毫米波和相控陣天線 – 複雜性將需要 20 dB 的基線額外鏈路預算（或功率增加 100 倍）

- 多輸入/多輸出（MIMO）– 將大大提高無線數據速率和鏈路可靠性。

- 無線電接入網路（RAN）和核心網路 – 舊的和新的 5G 網路架構將如何相互作用？

該列表與 Qorvo 的 Riley 提出的 5G 破壞性技術密切相關：

．毫米波頻譜

．大規模 MIMO

．先進的編碼和調製方案（5G NR 標準的一部分）

．整合回程和雲端的RAN

從技術角度來看，Riley 指出這將意味著更高的頻率、更寬的頻寬和更高的功率放大器（PA）。其他所需的組件，將包括低噪聲本底 LNA，量化移相器和超低抖動時鐘。還必須提供低成本的毫米波封裝，以及超高速和低功率 A dc / D ac，高增益定向天線和波束成形，以及超高數據速率串行鏈路（例如 SerDes、TIA 和光學驅動器）。

Yole 的 Troadec，確認了這些組件的重要性。射頻組件市場的成長，將以濾波器和雙工器為主導，佔 2020 年整個市場的72％（見圖4）。