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jason
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 5G行動通訊

歐盟啟動5G研發規劃 愛立信扮演統籌角色
電子工程專輯: 2013年08月02日

為即早規劃使 5G 網路應用得順利進展,歐盟在第七框架下成立了全球唯一跨國、跨產業、跨區域的國家層級專案研發計畫 METIS (Mobile and Wireless Communications Enablers for the Twenty-Twenty Information Society),目標為 5G 行動和無線通訊系統奠定理論與技術基礎,達成早期全球共識與提供 ITU-R 願景建議。愛立信(Ericsson)在整個計畫的八大任務中負責總體專案管理、標準制定與發佈、系統設計與性能指標等三項核心任務,並由愛立信研究員Afif Osserian負責統籌。

愛立信表示, 5G不是指特定網路技術,也不同於以往的「技術研究導向」,而是透過整合多種既有及新增的行動及無線接取技術,以「使用者體驗導向」提供消費者享受極速網路的體驗環境。預計10年內,全球行動數據流量將成長1,000倍、連網設備高達500億個,衍生多元化通訊應用;基於行動無線業務的激增,網路連接和資料量的處理能力需大幅提升,且以低成本、可持續發展的方式完成,因此促使5G前導研發的開展。

歐盟政府成立METIS,總預算達2,700萬歐元,第一階段至2015年4月30日,為期30個月,有29個組織成員,包括愛立信、法國電信等主要設備商和運營商,歐洲多所學術機構以及BMW集團等。在全球標準化前,METIS將為2020年以後的下一代5G行動和無線通訊系統,奠定理論與技術基礎,在需求、特性和指標上達成共識,充分討論概念、雛形、關鍵技術等議題,與ITU-R等相關全球論壇、地區、國家監管機構對話,提供願景建議。

隸屬愛立信總部研發部門、同時負責METIS 計畫聯合統籌的Osseiran 指出,在研究中的未來應用場景特性包含:超高速網路、支持大規模群眾同時接取、以使用者為中心的行動覆蓋、超即時的可靠連接,以及無所不在的物物相聯,因此新的技術必須支援:單位面積行動數據流量增長1,000倍;典型用戶數據速率提升10到100倍;連網設備數量增加10到100倍;低功率MMC (機器型設備)的電池續航時間增加10倍;端對端時延縮短5倍。

METIS將協助運用行動和無線通訊技術拓新的多元產業運用,諸如車用、醫療等皆受益於遽增的行動連接和業務需求。Osseiran表示,數個全新的概念和議題如多設備智慧互連(Device-to-Device Communication)、超密度網路(Ultra-Dense Network)、超可靠通訊(Ultra-Reliable Communication)將逐漸成形,支援商業應用。METIS專案共分成八組工作任務,愛立信擔負關鍵要務,除了由Osseiran 擔任計畫統籌,愛立信還負責三項任務:總體專案管理、標準制定與發佈、系統設計與性能指標。

預估至2050年,70%的全球人口將居住在城市,考驗大城市的永續營運,而物聯網應用不只提供使用者便利,也有效系統管理。愛立信「機會之窗」(Window of Opportunity)為其中一種實驗中的概念應用,用透明天線把窗戶連結上網,讓玻璃窗也能夠成為行動寬頻網路的一部份,強化室內的網路覆蓋率,此概念也能應用於建築物或公眾運輸工具,優化行動通訊體驗。


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 2013-10-16 23:57個人資料傳送 Email 給 jason
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 搶先開跑 台灣5G發展誓不當跟隨者

電子工程專輯 2015年06月12日

即使4G的下一代技術5G標準規格還沒正式開始,預計年底才會確認使用6GHz以下的頻段,且2016年才會有初步標準規劃,但為了讓台灣資通訊產業在5G技術發展與市場能佔有重要地位,行政院與經濟部著手籌畫5G技術發展計畫,並訂下目標,期可結合產官學研的力量,帶領台灣通訊產業在5G技術領域成為技術領先發展者,而不再如3G、4G市場中只能當跟隨者。

經濟部技術處處長傅偉祥表示,台灣通訊產值佔經濟成長率(GDP)6~7%,通訊晶片佔晶圓代工和晶片設計60%的產值,有鑑於2020年全球將有500億智慧聯網設備的需求,因此台灣必須加緊腳步發展5G行動通訊技術,才能追上全球腳步,並進一步掌握關鍵技術發展脈絡,提升台灣通訊產值。

工研院發表台灣首座運用高頻段接取技術的5G軟硬體系統平台,此系統目前可達每秒十億位元的傳輸速度,比現行4G商用網路還快10倍。


物聯網應用催生 5G技術勢在必行

目前包括日本、美國、韓國與歐盟都已開始5G通訊技術的發展計劃,雖然4G技術尚未相當普及,但為迎接物聯網(IoT)應用隨之而來的龐大行動通訊頻寬需求,可提升100倍傳輸速率、終端到基地台的延遲降到1毫秒(ms)的5G技術發展刻不容緩。

而過去台灣通訊在3G與4G發展過程中,不是處於產業的跟隨者,就是押錯寶(編按:政府單位大方承認推展WiMAX,造成4G技術發展落後…),使得業者在4G LTE與LTE-Advanced的發展繞了一大圈。這樣的結果導致台灣資通訊相關廠商只能仰賴國外代工訂單,或是付出高額權利金,能自主開發的部分相當有限。

為讓台灣資通訊廠商能夠推出自主關鍵技術的5G產品,經濟部技術處定下台灣5G產業發展目標:2020年時,台灣成為全球5G通訊晶片前供應國、5G多樣化通訊終端設備尤其是小型基地台最大供應國、5G標準關鍵IP專利(SEP)佔全球4%、小型基地台全球市佔率從現階段的25%提高至50%,以及小型基地台自主技術從目前30%達到100%。(編按:真是個門檻非常高的目標!)

為達成上述目標,行政院與經濟部結合產官學界的力量,並與歐盟、日、美等國合作,先期積極投入,期可成為5G標準制定者,從而能夠確保台灣資通訊產業在5G能擺脫跟隨者與代工的市場定位。

行政院科技會報執行祕書鐘嘉德強調,擁有自主關鍵技術的優勢讓台灣業者光是在IP權利金每年達到100~200億美元的淨收入,而5G技術可達每平方公里佈建1,000台基地台的密度,亦為一大商機,台灣業者能透過現有的技術基礎及5G自主專利技術,搶下更多5G小型基地台市場。

台灣產官學界搶先積極發展5G技術相信是一件非常正面且方向正確的好事,但如何不讓「共創5G大未來的願景」淪為口號或只是畫個商機大餅給台灣資通訊業者「看得到、吃不到」,政府相關單位真的得好好籌劃一番。舉例來說,成為5G標準規範共同制定者的具體方式、5G技術新挑戰可順利克服的方法、5G新應用與商業模式都不同以往,業者如何找到對的方向…等問題,政府單位應提供廠商確定、可行的答案,而不是最後在目標未能達到時,丟了幾個理由,如當初目標設定太高、台灣政經地位敏感…等,讓資通訊相關發展廠商最終還是得在5G市場單打獨鬥。


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 2015-08-24 18:15個人資料傳送 Email 給 jason
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 5G技術即將走出實驗室

電子工程專輯 2015年08月05日

行動產業的下一件大事——5G,即將準備走出實驗室了。儘管預計要到2020年才會開始部署商用服務,但接下來的幾個月將超越研究階段,陸續展開一連串的原型展示、現場測試以及建立標準等行動。

定義3G和LTE標準的3GPPP將從12月啟動5G標準制定工作,首先將為6GHz以上頻譜建模通道性能。許多公司已經對於關鍵的性能指標有了初步的想法,例如採用新的空中介面標準。最終標準預計將在2018年定案。

業界將從2016年初開始進行現場測試,並為即將在韓國舉行的2018年奧運(2018 Olympics)逐步展開部署——預計這將成為首次完整公開展示5G網路的先期標準版本。

諾基亞(Nokia Networks)無線系統研究總監Peter Merz表示,“我們將2015年視為5G從研究邁向標準化的轉型期,”該公司如今已經發展出完善的5G空中介面概念了。

截至目前為止,有關5G網路的展示一直局限於各自獨立的技術。但在明年二月的全球行動通訊大會(MWC)上,預計供應商將展示多種5G技術,不過目前這些技術有許多仍在實驗室階段。

5G預計將提供一連串的新功能,包括高達10Gbits/s或20Gbits/s的最大數據傳輸速率,特別是針對人口密集的都會區。它可以作業於30-300GHz的毫米波(mmWave)或釐米波(cmWave)頻率範圍,以及支援低至1毫秒或幾百微秒延遲的機器對機器(M2M)網路,從而為工業自動化帶來新功能。這種新功能特色還可支援各種不同的應用範圍,甚至包括軟體定義網路(SDN)與網路虛擬化。

Merz指出,正如5G規格的多樣化一樣,空中介面必須具備一定的靈活度,才能應用於廣泛的毫米波與釐米波頻率範圍。他認為,5G技術應該根據:

•利用非成對頻段的正交頻分多工(OFDM)波形與接取方案;

•3-40GHz範圍的頻段;

•靈活的參數設定與動態時移,打造彈性化上行/下行鏈路;

•在服務需要低延遲時,控制可快速傳輸訊號至終端的通道。

Merz並補充說:“它還必須具備向下相容性,因為你並不希望被自已現在做的決定所限制。”

幾家主要的基地台供應商正著眼於歐洲METIS計劃,開始規劃有關空中介面的更多新想法。此外,有些營運商也提出了自家的看法。

“例如大家都在思考的概念車設計,而且也知道這並不會是最後的結果,因為這只是一個以促進5G為導向的發展過程......‘魔鬼就藏在細節裡’,”Merz說。

Massive MIMO瞄準5G、LTE與Wi-Fi

5G標準預計也將採用‘大規模多輸入多輸出’(Massive MIMO)技術,在儘可能降低干擾的同時大幅提高流量密度。該技術採用數十到數百個微型天線,用於建立並操縱訊號波束。

“至於如何利用晶片級設計控制所有的天線以及部署收發器,還必須進行大量的研究,”Merz說。

工程師們已經為LTE網路著手研究一種利用8-16根天線的MIMO版本,為需要使用多達250根天線的5G網路鋪路。他補充說:“我們已經與Mitsubishi攜手打造3.5GHz原型,同時也與NTT Docomo合作展開波束控制的研究。”

先進的Wi-Fi同時也是5G服務套件的一部份,“目前已有幾項利用Massive MIMO的計劃正在進行中,”英特爾(Intel)毫米波計劃資深總監Ali Sadri表示。

“其中一項是WiGig的延伸——著眼於‘多用戶MIMO’(MU-MIMO)的IEEE 802.11ay。”Sadri說,“我們一直致力於為短距離接取以及回程/去程網路打造128個元素以上的大型陣列 ……透過60GHz頻帶的非直視傳輸(NOL),以1 Gbits/s的傳輸速率實現長達400公尺的距離。”

許多5G的功能將從現正不斷完善中的LTE網路發展而來。例如,LTE正從MIMO的研發中取得更高的峰值速率。Nokia以及其他業界廠商均同意,2020年以後的通訊將結合一系列現有技術與發展中系統,包括LTE-A與Wi-Fi,以及專為滿足新功能要求而開發的新技術,例如支援網際網路、機器與擴增實境(VR)的虛擬零延遲等。

未來的LTE版本將支援新的鄰近服務(proximity service),並作為5G規劃低延遲特性的前導。此外,目前正與韓國電信(Korea Telecom)合作進行場測的Merz表示,針對所謂機器類通訊的低成本LTE版本也進展良好,該功能還將成為2017年初商用化LTE Release 13h的一部份。

更重要的是,諾基亞已經與德國慕尼黑的廣播業者合作,針對使用LTE提供地面電視訊號進行測試。Merz說:“有許多很酷的事情正在醞釀中。”

5G虛擬服務平台

研究人員們並致力於讓5G網路更易於管理,能夠更靈活地作為一種讓電信業者與第三方部署新服務的平台。例如,目前歐洲5GPPP的一項新計劃目標就在於打造這種基於SDN與開放API的功能。

大約有45名工程師在日前召開了‘5G新型無線多服務自適應網路架構’(5G NORMA)小組的第一次會議。5G NORMA計劃負責人Simone Redana表示,他們的目標是在未來的30個月內提出一項結合原型與展示的端至端網路架構。

Redana指出,“我們需要一個靈活且能因應不同服務需求的5G網路架構,涵蓋從寬頻接取到低延遲機器控制等範圍。”Redana同時也是諾基亞在慕尼黑的無線研究實驗室負責人。

NORMA的計劃目標還包括為5G定義SDN控制器。同時,該計劃也將為‘多租戶’(multi-tenancy)技術鋪路,讓多家電信業者以及第三方都能透過虛擬化接取共享一系列的網路硬體。該計劃將採取一種基於部份雲端運算服務(利用開放API)的做法。

“無線電以及硬體和軟體都將因應空中下載(over-the-top;OTT)應用的需要,為用戶提供服務。”Redana指出,“儘管還必須進一步提高服務品質,但已經有一些電信業者從這項網路服務中看到了機會,而其他的電信業者仍相對較保守。”

5G NORMA小組將從不同的層面提供架構概念、展示與原型。預計在未來的12-18個月內就會提出首項提案,不過,該計劃還只是目前在5GPPP積極進行的十多項計劃之一。5GPPP是歐盟(EC)於2013年12月成立的5G技術重點組織,目標在於推動歐洲的5G研究與全球合作,從而促進歐洲在2020年的5G目標與未來的無線通訊基礎設施。歐盟並已為其投入7年18億美元的資金。

NORMA將從歐盟以及多家贊助單位獲得8百萬歐元的支援,目前約有30名工程師全職投入這項計劃。贊助單位包括Alcatel-Lucent、NEC與諾基亞等OEM、荷蘭電信(Deutsche Telekom)、Orange與西班牙電信(Telefonica)等電信業者,以及來自德國、西班牙與英國的大學等。


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 2015-08-27 15:43個人資料傳送 Email 給 jason
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 What will drive 5G to the next level?

EE Times Asia, 23 Jul 2015
As carriers and researchers push for 5G cellular during the past year, there has been a significant increase of interest in millimetre waves from 30GHz to 300GHz. According to the head of NYU Wireless, more work in engineering is still needed in spite of the technical progress achieved so far.

NYU Polytechnic's wireless research centre has spent the past several years creating mmW channel models and testing propagation in New York City. Nevertheless, detailed system designs and improved architectures must be developed before mmW products can enter the market in a real way around 2020.

"I think we're beyond the stage where we realise the system is feasible, but we need to characterise it better," said Sundeep Ragan, associate professor of electrical and computer engineering and the acting head of NYU Wireless. "A lot of our partners have systems, but they have much larger budgets. We want to create first prototyping system in a university environment so universities can do more research," he said.

NYU Wireless' prototyping network consists of two National Instruments boxes with FPGAs and base band processing that up-converts a Wi-Fi signal to mmW for transmission, then down converts at the receiver end. Base band processing for high frequencies presents the greatest challenge because existing processors must be fine-tuned for the unique and fickle characteristics of higher frequencies, PhD student Aditya Dhananjay said.

Ragan said his team is primarily concerned with managing power in mmW systems, which could be achieved by making amplifiers more efficient or creating improved power circuitry. Because cellular systems of the future will likely rely on an "always available" network rather than one that is "always on," NYU Wireless is focused on control plane latency and synchronisation functions as a factor in power management. Millimetre waves present additional challenges because communications are "very high power and bursty."

"Millimetre waves are challenging because transmissions are very directional and mobiles and base stations have to find each other, so we must quickly refine links," Ragan said, adding that doing local processing could help. "This would still be using multiple antennas but with a fully digital architecture to speed up these transitions."

Future systems with multiple antennas are extremely expensive but likely won't require new silicon for frequencies under 80GHz. (NYU Wireless is primarily studying 28GHz, 38GHz and 73GHz frequencies). High dimensional CMOS antenna arrays have good power consumption and are inexpensive because they are widely used, Ragan noted. Researchers are considering looking at use of indium phosphide for frequencies above 80GHz as that material would be more efficient at higher frequencies.

Meanwhile, Shaloo Rakheja, an NYU associate professor of electrical and computer engineering with a focus on materials science, is modelling new materials for sub-THz and THz communication. 2D materials such as graphene, which are good thermal conductors and tunable, could be good for unidirectional antennas in a large variety of frequencies.

"A lot of new 2D materials have been coming up lately," Rakheja said, citing MoS2 and black phosphorus. "It's really easy to make and compatible with silicon processes, so you don't have to create new fabrication methods."

NYU Wireless researchers have also explored mmW propagation in larger suburban areas, finding the frequency sustainable in a 100m-200m radius. They are also looking into indoor use, however no mmW network can exist in isolation.

"Millimetre wave doesn't have universal coverage like you can get with a 4G system. The inter-networking is one of many aspects that we have to work out. Because millimetre wave is less reliable than 4G links, we need a mechanism to switch," Ragan said, adding that his team is aware of spectrum sharing issues.

Spectrum sharing will be hugely important to future cellular networks, but a new model must be made. Ragan and NYU Wireless has advocated for a loosely licensed model, because traditional exclusive licences may not make full use of mmW bandwidth.

"The reason why we think sharing should be done is because the mmW links are so directional, even without doing sophisticated coordination," Ragan said. "All of these frequencies will provide very good capacity and are viable from a technical standpoint.... Most of the issue is around availability and business models."

Beyond cellular coverage, Ragan sees potential for mmW in systems that would potentially use a lot of bandwidth such as augmented reality, depth cameras or mobile sensor systems. "All these things are driving data rates a lot more. As user interface grows on phones, people will probably want to have a much more high resolution interaction," he said.


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 2015-09-05 11:52個人資料傳送 Email 給 jason
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 Understanding 5G

By Anritsu Company

Any new mobile network generation of telecom technology, such as what is now being called “5G,” comes with a completely new architecture that includes things like new radio access technology, and new standards to address current subscriber demands that previous technologies could not answer. This white paper explains the technology and society trends that are driving the future of mobile broadband networks, and predict a set of future requirements.

Featured article download:
http://vertassets.blob.core.windows.net/download/f1a51e7f/f1a51e7f-17ab-4a1f-a4af-21607a0924dd/understanding_5g.pdf


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 2015-09-05 12:11個人資料傳送 Email 給 jason
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 The Race For 5G Wireless Communications

Wireless Design Online, April 30, 2015

Moving To The Next Generation In Wireless Technology

A Lancaster University professor is at the forefront of promising technology techniques to speed up the development of fifth generation (5G) wireless communications.

Professor Zhiguo Ding, from the School of Computing and Communications, together with colleagues from China’s Southwest Jiatong University, has completed a global review of 5G progress including the challenges that lie ahead and the implementation.

But, say the review team, greater breakthroughs in wireless communication technology are on the way as research and development work continues to meet the commercial goal of 5G for all by 2020.

They also expect new network architecture and techniques will emerge to promote current cellular systems too.

The research paper ‘Key techniques for 5G wireless communications: network architecture, physical layer, and MAC layer perspectives’ introduces potential techniques for future 5G systems.

However, the review team state these are only a small portion of what would be used in 5G systems, but they shed light on a promising technology-developing trend.

The review team’s research presents an overview of potential network architecture and highlights several promising techniques which could be employed in future 5G systems by analysing 5G requirements and current research

These techniques include:

Non-orthogonal multiple access (NOMA) - a shift from conventional telecommunication systems relying on interference free assumptions

Massive multiple input and multiple output (MIMO) - offers excess degrees of freedom due to the use of hundreds of antennas at a single base station, an important breakthrough due to recent advances in semiconductor technologies

Cooperative communications, network coding and full duplex (FD) - important physical layer solutions to spectrum crunch, a global phenomenon that mobile communications are always hungry for more bandwidth resource.

Millimetre wave communications - a promising enabling technology for future cellular networks since it operates in the 10-300GHz band, in which more spectrum can be used for telecommunications.

Device-to-device (D2D) communications and cognitive radio (CR) - important for merging telecommunication networks with mobile internet, internet of things, etc.

“5G is much more than just faster data speeds on mobile devices,” says Professor Ding. “It also opens the door to a lot of different consumer and industrial applications and uses — some of which seem unbelievable now because they’re so futuristic. For example, 5G has been envisioned as the key to provide seamless communications among autonomous cars, healthcare monitoring devices, interactive gaming gadgets, etc.”

5G should provide:

Faster data download speeds from one gigabit per second (gbps) to 10gbps.
Faster data sending times between devices from 50 milliseconds to one millisecond
A more ‘connected world’: The Internet of Things (wearables, smart home appliances, connected cars) will need a network that can accommodate billions of connected devices
Longer battery power
Although current 4G systems could be loaded with many more services and data than previous systems, there is still a dramatic gap between people’s practical requirements and what can be offered by 4G technologies.

Consequently, research and development for fifth generation (5G) systems have been started and the race is on in the bid to seize leadership. Huge amounts are being invested from both academia and industry, in the UK, Europe and worldwide.

Currently, both the research community and industrial companies are working together to identify the fundamental limits of enabling technologies to be used for 5G and the standardization for 5G is to be started from 2016, together with the allocation of spectrum to be used by 5G. Some pre-commercial trials have been carried out and the worldwide deployment of 5G is expected to start from 2020.

Professor Zhiguo Ding has held academic posts at Queen’s University Belfast, Imperial College and Newcastle University. Since October 2014, he has been at Lancaster University’s School of Computing and Communications as a Chair in Signal Processing and is an academic visitor at Princeton University.


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 2015-09-07 09:59個人資料傳送 Email 給 jason
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 Asian giants get ready for 5G

EET Asia, 28 Apr 2015

At the recent 5G Forum USA, representatives from several Asian communications giants talked about how new radio technologies and virtual networks can aid in the transition to 5G cellular.

Professor Hyeon-Woo Lee, chair of 5G Forum Korea's global strategy subcommittee, highlighted the ways 5G organisations across the world are working together to promote a gigabit/second data rate per user in the 2020s. 5G networks will require bridging industry and government, identifying technologies, studying spectrum, and "hyper" everything, Lee said.

5G services must be hyper energy efficient, have hyper accurate positioning, as well as extreme cost effectiveness and reliability. To achieve this, industry must develop multi-radio access technology.

"Unlike 2G, 3G and 4G, 5G will not be just a single radio access technology. It will be a combination of existing radio access technologies and new radio access networks [RANs] with no constraint on backward compatibility," Park Jong-Han, chief architect for SK Telecom said.

Lee expects the first 5G test deployments in December 2017 in the form of LTE-A macrocells and new RANs for centimetre or millimetre wave (mmW) small cells.

In preparation for the launch of 5G cellular communications expected in 2020, several Asian companies are collaborating on research and standards. Lee called out a few collaborations including the Noreast Asia Future Forum and a partnership between Korea's 5G Forum and China's IMT-2020 (5G) Promotion Group. EE Times detailed some of these partnerships in a previous article.

Korea sets gigabit/second target

Lee highlighted two Korean projects from the country's Ministry for Science, ICT and Future Planning (MSIP) that target heterogeneous cellular networks. Part of the Giga Korea strategy initiated in 2012, the Giga project is a mmW-based broadband mobile communications system with prototypes for transmitting and receiving 1Gbit/s data rates.

While light on specs, the first project uses a base station cell capable of 100Gbit/s with an array antenna to transmit to mobile prototypes at a peak rate of 1.5Gbit/s.

These cellular base stations will need to run on top of a virtualised IT infrastructure that is intelligently managed by a central orchestrator, like a software defined network. A second project consists of a programmable, intelligent network controlled by dedicated hardware, Lee said.

Japan uses phantom cells

Officials from telco giant NTT Docomo also believe small cells will play a major role in managing a dense, high speed network. Fujio Watanabe, director of mobile network engineering and development for Docomo Innovations, described a multi-layer architecture phantom cell that would allow small cells to be overlaid on macro cells.

"Massive MIMO and phantom cells as a combination technology will be very important to 5G," Watanabe said. "Massive MIMO, phantom cells and a higher frequency will satisfy 100 times [current] capacity," he said.

The concept splits the control and user planes in a network to transmit between different cells on different frequency bands. The result would be a seamless experience for users hopping from base station to base station, while achieving "a high data rate, flexibility, cost and energy efficiency."

Docomo first detailed the phantom cell concept in a 2014 white paper, but didn't provide further details on when trials will begin.

Huawei talks about 5G and self-driving cars

In a talk titled "5G to Embrace Vertical Industries," Huawei Wireless CTO Wen Tong stressed the unknowns of 5G, noting that cellular communications have "long tails that are not designed for the next generation," he said.

"The question is can we further slice this into the radio or into the air interface so we can eventually customise the air interface portion for vertical industries which have very specific requirements in terms of how the bits are transmitted over the air," Tong said.

Vertical industries require an air radio interface capable of processing 12B of sensor data on 3.75kHz, a figure Tong expanded to mean 55 trillion sensor-readings per hour. This radio interface must be ultra-reliable and communicate within a millisecond latency with a new class of industrial 5G small cells for mission critical uses like self-driving vehicles.

These small cells must function in the licensed band, are a few hundred metres in range, and have excellent indoor local communication. Huawei is also testing industrial macro cells with 100µs latency over-the-air-transmission using the licensed band. The company is also developing new air interface technologies such as sparse code multiple access and polar code to speed up processing.


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 2015-09-07 18:22個人資料傳送 Email 給 jason
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 技術困難度更高 5G此時不起跑更待何時?

上網時間: 2015年11月05日

也許可能會感到奇怪,怎麼4G技術才開台短短幾年的時間,國外相關業者以及台灣都已開始積極佈局下一代行動通訊——5G的技術與市場?也許也感覺台灣4G網路品質似乎沒有電信營運商說的那麼「神」,台灣產官學界已經攜手舉行了幾次「誓師大會」,務必扶植台灣相關業者能在5G技術市場搶得先機。究竟5G通訊技術有何迷人之處,讓廠商如此趨之若鶩?

4G技術迅速蔓延全球


觀察過去行動通訊技術的發展,如2G與3G,從技術研究初始到全面開台、普及,大約10年為一個週期,但相較之下,4G通訊技術也就是長程演進計畫(LTE)的發展可謂相當快速。根據全球行動供應商協會(GSA)統計,截至2014年底,全球LTE用數已達4.97億戶;至2015年中,已達7.55億戶。用戶數的成長數量每年都以億計,也為相關廠商如晶片、設備、電信或量測儀器業者注入一劑強心針。

高通技術公司(Qualcomm)資深技術行銷總監Rasmus Hellberg指出,全球行動營運商均積極升級LTE-Advanced(LTE-A)載波聚合(Carrier Aggregation;CA)技術,又稱為4G+。GSA報告指出,截至2015年7月為止共有88個商業網路支援載波聚合,最高可支援450Mbps全球峰值傳輸速率。

觀察大中華區4G的發展,Hellberg表示,中國電信(China Telecom)已在國內的重點城市推出「天翼4G+」第6類(CAT-6)服務;中國移動(China Mobile)宣佈將於多個地點建置CAT-6甚至CAT-9網路。不僅如此,4G+演進的下一步計畫將落實3GPP Rel-12功能,例如高階調變,能將下行鏈路的數據傳輸速率增至600Mbps,又稱CAT-12。

台灣阿爾卡特朗訊(Alcatel-Lucent)客戶技術方案處技術長李思柏(Johan Asplund)亦援引GSA的數據說明台灣4G的蓬勃發展。他表示,「從開台至今,今年台灣的4G用戶已達866萬,甚至是全球4G用戶增長排名第一的地區,」更遑論台灣曾經在4G的發展走了岔路——發展WiMAX——能有這樣的成績,相當難能可貴。

未來LTE-A的演進趨勢強勁,也將拓展新用途,如裝置對裝置功能,有助於近距離探索及車輛溝通,也能以聚合授權頻譜的形式,將其優點擴及未授權頻譜(在美國等地稱LTE-U,在歐洲、日本等地稱LAA)。甚至包括物聯網(IoT)也將一併獲得改善,例如低複雜度機器通訊(eMTC)及針對新控制服務的超低延遲等,在在都將進一步擴大LTE-A的使用情況。

日韓5G技術搶先起跑

4G如火蔓延全球之際,下一代行動通訊技術5G也開始醞釀,日本與韓國電信業者已分別宣佈將在2020年、2018年展現最新的5G技術網路——日本NTT DoCoMo與諾基亞(Nokia)將共同研發實現高頻網路運行的5G無線網路技術,並計畫在2020年的東京奧運會上向全世界展示;而韓國電信(KT)腳步更快,將和成功驗證5G多層次異質網路載波聚合技術的愛立信(Ericsson),在2018年平昌冬季奧運上成為全球第一個推出5G通訊服務的業者。

此外,中國大陸網通設備供應商華為(Huawei)也宣佈2018年將開始佈建5G網路,中興(ZTE)也將隨之跟進。由此可見,4G市場的火焰正熾之時,相關業者已開始5G技術的研發,以期可順利進軍下一代傳輸速率更高、效能更好的行動通訊技術。

面對3G與4G成本尚未全面回收的同時,全球許多地區已開始發展5G技術,業者均表示,現階段發展5G技術並沒有所謂太早或太晚的問題,反而時機正好。Marvell行動產品總監張路認為,4G發展相當的快,今年下半年新興國家如俄羅斯、印尼與印度等地,利用4G取代3G技術的態勢會越發顯著,而5G在技術與應用上需要長遠的演進,預期2020年之後5G技術將開始進入商用階段,因此現在著手進行研發、克服5G技術挑戰,並不會太早。

李思柏也表示,從1G到現在的4G,每一個G的技術發展大約需歷經10年時間,因此現在發展5G,到3GPP發佈標準,時間上其實沒有較其他技術初期發展時來得快,而5G技術的要求須讓現有行動通訊技術再大幅精進,因此現在正是對的時間發展5G技術。

物聯網、M2M成為5G關鍵應用

5G技術究竟能為現在的生活環境帶來多大的改變?以至於業者即便在標準未定的狀態下,毅然投入?Hellberg 指出,5G能開創新服務、連接新產業與裝置、創造新使用者體驗,這些皆是以LTE-A以及4G+帶動的轉變為基礎,而未來LTE-A也將繼續演進。不僅如此,5G不只是提高峰值速率,更將滿足未來10年不斷擴大的連網需求,同時無縫運用4G與無線區域網路(Wi-Fi)領域的投入成果。

未來,5G將促進行動寬頻的演進,但更重要的是,其將更具備規模彈性以支援更極端的使用情況,從連接大量的物件到新服務如超穩定的任務臨界管控。Hellberg強調,5G將提供無邊際的連網體驗,裝置不再只是終點,而是提供全新的連接和互動方式,並帶來一致的體驗,例如無所不在的高速數據傳輸和基地台邊際的限制。而統一的5G平台將建於OFDM基礎上,支援所有頻譜類型與頻段,可彈性容納新服務與各種營運模式。

羅德史瓦茲(R&S)應用工程支援部經理林志龍表示,4K、8K電視將是5G市場發展底層推手,以及對影像或視訊即時回傳需求大的應用,如救災工作,將更有5G發揮的空間。反而智慧型手機應用不再是主要推動力,這是由於相較之下,智慧型手機應用還是相當有限,一般的使用者可能不需要那麼高的頻寬。張路則認為,使用者或新應用對於頻寬的需求,物聯網及涵蓋其中的智慧家庭(Smart Home)、車對車(V2V)、智慧城市基礎設施、遠近程醫療或是工業應用,都是讓5G快速萌芽的「養分」。

從5G技術演進來看,5G有部份技術的更新與採用是為了因應物聯網而設計。李思柏分析,在可預見的未來物聯網時代中,機器與人的溝通將擴展至大量的機器對機器(M2M)的連結,另外,未來的影像資料傳輸量,將占總體網路資料傳輸量的70%,這些都將促使行動網路傳輸速率的再提升,而5G的高傳輸速率與更高的網路穩定性恰好能符合上述應用所需。

目前,或許每個人都認為5G是指4G後的第五代行動通訊技術,但5G並不僅止於此。德國德勒斯登工業大學(TU Dresden)通訊網路教授Frank Fitzek在日前的歐洲國際半導體展中強調「5G技術更是為了物聯網裝置的控制與操縱而打造的。」

美國國家儀器(NI)大中華區市場經理湯敏也認同這一看法。她表示5G能夠讓物聯網的概念落實,而物聯網則有利促進5G未來的通訊技術發展,「物聯網已經講了很多年了,如今拜5G之賜正進一步讓工業物聯網(IIoT)應用場景落地實現,這2種技術即將展現1+1大於2的趨勢!」

儘管5G將從4G發展而來,在LTE蜂巢式技術上強調更大的資料量與頻寬,但5G更關係到物聯網。NI技術經理潘建安進一步解釋,「5G除了追求更高速率,另一方面也著眼於物聯網應用中要求更長電池續航力、更省電且低功耗傳輸的M2M與裝置對裝置(D2D)通訊,而在這方面沿用的就是802.11的架構。」

市場或各家業者紛紛預測5G殺手級應用的同時,Hellberg 則有不同看法。他認為,「5G技術三大服務類別包括:增進行動寬頻規模至超寬頻、能夠連接低功率/複雜度物件等大量物件、超穩定任務臨界管理等新服務,然而5G標準化進程才剛起步,若要判斷哪個應用市場會率先引進上言之過早,但增強型5G行動寬頻服務預估將成為首批5G技術試驗及商用項目,以做為最根本的服務。」

5G技術「大躍進」

雖然5G技術可創造新的應用服務商機,但要發展5G真正將晶片、設備、終端裝置…等開發出來,可不是件簡單的事。Gartner物聯網與無線部門研究副總裁洪岑維表示,事實上,所謂「真正」稱得上是5G的技術目前皆尚未開發出來,各家廠商都還在戮力研究中。

市場或業界對於行動網路技術的三個新需求——亦為對5G技術的新要求——傳輸速率更快速行動寬頻、高效能且低延遲,以及支援機器間的通訊。而這三項需求看似目前的4G已可滿足,但實際上卻相當嚴苛。根據國際電訊聯盟(ITU)公開5G的網路標準,其傳輸速度為20Gbps,目前最快的4G網路傳輸為150Mbps,這即為上述更快速傳輸速率的需求。低延遲的需求是指資料從A點傳輸至B點時,在最慢1毫秒(ms)及99.999%的時間點內就得完成;而支援機器間通訊的需求即是M2M。

ITU為5G網路制定目標

上述三個需求也衍生了5G技術的五大技術挑戰。洪岑維進一步解釋,五大技術挑戰包括毫米波(mmWave)、大規模多重輸入多重輸出(Massive MIMO)、M2M、智慧裝置,以及節點為中心的網路(Node-Centric Network)。為了提升傳輸速度,勢必使用更高頻的頻段,據了解,5G將使用6G~300GHz頻段,此超高頻段已非新技術,軍方早已使用,但即便如此,5G也將面臨新的問題——訊號穿透率——高頻訊號將很難穿透一般建築物的牆壁,需在空曠處才能有較佳的連線品質。

現今的4G技術發展至2×2或2×4最多到4×4 MIMO已具備相當的技術挑戰,5G的Massive MIMO從字面上來看就「不簡單」。洪岑維表示,5G由於要因應物聯網應用中大量裝置間的聯繫,因此設計32×32或64×64 MIMO的架構。不僅如此,每一根MIMO天線都要能夠進行波束成型(Beamingforming),也就是說,一旦裝置與基地台的連線確立後,即使裝置開始移動,這樣的連線機制與波束成型的功能都不能因此中斷。

現今蜂巢式Cellular技術架構仍是以基地台(BS)為主,但是傳送到遠端的建築物中訊號不僅會減弱,傳輸速度也無法保持原有的品質,因此5G節點為中心的網路架構則是在室內佈建支援毫米波的小型基地台,如此一來,遠端的基地台就可以換手(Hand-off)給室內或房間的基地台,提升訊號傳輸覆蓋率的品質,也能提高資料傳輸速度。不過這中間的傳輸機制該如何制訂、不同廠牌間的基地台該如何互通或順利進行換手,將相當考驗電信營運商或網通設備商的智慧。

在M2M的部分,愛立信集團技術部亞太區技術長Magnus Ewerbring指出,2020年全球將有260億個聯網裝置,M2M即佔73.2億台,這些龐大的裝置要能同時連上網路並進一步互通,對電信業者將是很大的技術挑戰。也因此,若5G技術要能滿足上述條件,不僅延遲時間不能高於1ms,且也須在時間點內完成資料的傳輸,亦即網路傳輸的效率得再提高。

Ewerbring簡單統整5G技術挑戰,包括行動寬頻資料傳輸速率提高10~100倍、延遲時間再縮短5倍,但連網裝置功耗卻得低上10倍。李思柏強調,4G跨到5G技術中間有一定的技術挑戰,除了換手機制、連線品質的再升級外,干擾問題、新頻譜的使用、毫米波等問題的克服亦相當重要。洪岑維則坦言,業者們仍在持續思考能以那些現有或新技術實現5G的技術架構。

標準、政治角力也影響5G發展

如果你認為5G發展挑戰只有上述所提,那就是把5G技術想得太簡單了。羅德史瓦茲應用支援經理陳飛宇表示,5G和4G間的技術差異真的相當大,然而除此之外,還需考量技術以外的問題。

現階段,由於標準未定,因此5G技術的發展處於「多頭馬車」的狀態。林志龍認為,各家甚至各地區相關業者發展5G技術尚未有共識,雖然ITU、3GPP等國際單位正在研擬相關5G規範,但是日韓或是美國電信業者,以及晶片商或設備供應商等率先在標準底定前發展5G網路,目的就是為了要取得市場與標準制定的主導權。

舉例來說,4G技術美國本想取得「主控權」,但因VoLTE(Voice over LTE)、載波聚合等關鍵技術韓國發展較快,也因此韓國掌握較多「資源」,在4G發展上「講話也比較大聲」。有此先例,也促使韓國電信搶先建置5G技術,以期可贏得市場先機,成為5G標準規範或市場主導者;而其他國家如台灣、美國及日本電信商為了不讓韓國專美於前,也紛紛急起直追。

除了標準未定外,各國間的頻譜角力戰也可能影響5G標準制定的進行,甚至市場發展。林志龍指出,目前尚未確定5G採用的頻段會落在何處,只知道會採用尚未使用的200MHz及6~300GHz以上的高頻段,而隨著各國搶先開台,採用的頻段各不相同時,漫遊費用若是談不攏、各家業者搶著當領導者,如此裝置的漫遊就會發生問題,若是晶片得支援每個被使用的頻段,則不僅成本會很高,功耗也會提升。

業者積極佈局5G技術

5G的標準究竟何時底定?目前所知是2017年時,會有初步的版本出來,2020年5G將可正式開台。不過即便標準未定,業者已開始搶先佈局,其中以量測儀器廠商及設備商的腳步最快。Ewerbring表示,3GPP持續推出LTE新標準,如Rel.10、11、12等演進版本,或是針對M2M制定的LTE-M,以及NB-LTE,都是讓廠商循序漸進由4G過渡到5G的重要方式,只要遵循此進程,業者研發的5G產品將不會有太大的「失準」。

先進測試驗證方案加速5G研究 儘管系統業者、元件商與營運商對於5G的未來發展看法不同,甚至還存在政治角力,但從技術上來看目標是一致的。是德科技(Keysight Technologies)行銷處副總經理羅大鈞指出,「5G的終極目標在於將傳輸速率提高到GHz/s等級、小於1ms的低延遲與低功耗等,為此,更重要的是定義哪一個頻道的應用。」

羅大鈞進一步解釋,針對6GHz頻段以下的5G測試,現有的2G、3G與4G方案已能滿足需求,目前全球各地研究單位看好的是毫米波頻段,但對於這一頻段的通道瞭解有限,需要更前端的通道探測(channel sounding)途徑掌握通道特性與建模。為此,是德科技在現有的5G測試方案外,率先提供通道探測解決方案,整合毫米波、超寬頻頻寬與MIMO技術,協助研究單位加速更先進的5G通道探測研究。

NI更進一步提供從原型開發、演算法部署與驗證,以及最後發佈到機房進行實測的完整系統,期望協助客戶儘早走出實驗室。湯敏表示,「5G標準化進程雖然還在發展中,但業界廠商已經在主要技術方面達成了共識。舉凡Massive MIMO、波束成形與毫米波等各種與5G技術有關的驗證與測試,以及無論是強調更高速的蜂巢式通訊還是瞄準超低功耗的物聯網應用,NI均提供了相應的方案架構,不但為還在實驗階段的5G研究提供演算法與標準化驗證,另一方面也協助營運商進行實測。」

羅德史瓦茲自然也不會在此市場缺席。陳飛宇指出,除了先前軍方已使用的毫米波技術,以及因應5G採用高頻的趨勢,羅德史瓦茲持續增加現有儀器產品如頻譜分析儀、訊號產生器等支援的頻寬,以滿足測試需求外,針對5G產線端的測試儀器,將有新的測試機種問世。

晶片商等待標準才有進一步計畫 Hellberg強調,5G標準化工作剛從2015年9月中開始,預計至2020年才會正式商用,由於5G尚未定義完成,討論產品還言之過早。張路亦認為,5G標準未定,因此Marvell尚未有明確的5G產品計畫出爐。

分析現有晶片商或網通設備供應商在5G市場的競爭力,洪岑維透露,英特爾(Intel)、高通、聯發科(MedaiTek)、三星(Samsung)等較有機會勝出,主要關鍵是「口袋夠深」;網通廠的部份則是愛立信、華為、諾基亞、三星、中興等。林志龍則認為,展訊背後有官方支持,加上4G晶片市場展訊(Spreadtrum)已逐步追趕上來,其未來發展態勢也不容小覷。

台灣產官學齊力斷金 領跑5G Small Cell

台灣在5G的技術專利或參與國際標準制定上相當積極,不可諱言,是為迎頭趕上國際大廠的腳步,不想重蹈2G到4G都只能當跟隨者的覆轍。林志龍表示,由於5G要求更高的傳輸穩定性、可靠性與更好的網路覆蓋率,並得解決高頻訊號遮蔽的問題,因此小型基地台(Small Cell)將具備舉足輕重的角色。

而台灣在5G小型基地台的市場相當有優勢,這是由於台灣小型基地台具備「一條龍」的研發優勢,因此台灣官方與產學界戮力參與標準制定,以期協助台灣小型基地台製造商有更多的產品設計主導空間,而不再只是代工。

李思柏則認為,每個國家政府都會扶植自有廠商的發展,並導引業者朝對的、具優勢的產業前進。林志龍也強調,小型基地台由於系統架構較小,技術門檻相對較低,因此是台灣局端業者,甚至先前發展WiMAX的用戶端(CPE)廠商可鎖定的目標市場。


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 2015-11-05 09:21個人資料傳送 Email 給 jason
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 WRC-15討論包括5G之頻譜

通訊產業界對WRC-15結論大致滿意
電子工程專輯: 2015年12月23日

當有上千名工程師與有關當局人士聚集在某地,準備花三個星期的時間審查修訂一個複雜的議題,像是如何在全球範圍內為不同的無線通訊網路與應用分配稀疏的頻譜,妥協至關重要。

由國際電信聯盟(ITU;為聯合國旗下負責資通訊技術的專門組織)主持、在11月2日至27日於瑞士日內瓦舉行的世界無線電通訊大會(World Radiocommunications Conference,WRC)就是這樣的情形;每四年舉行一次的WRC (在今年度舉行的會議簡寫為WRC-15)不可避免地必須討論廣泛的議題,其中有很大一部分是在上次會議時就決定的。


並非人人都能得償所願,而有一些艱難的平衡行動嘗試著兼顧各家業者的需求與憂慮,以因應非常重要且高成長性的應用領域,例如行動寬頻、衛星通訊、廣播、緊急通訊、救災與道路安全等。如同先前所預測,產業界對於700MHz與次700MHz頻段的命運安排有濃厚的興趣以及令人驚訝的高層次協議。


顧問機構Real Wireless的國際頻譜政策顧問Mike Goddard表示:「結果如我們預期的令人滿意,有更多的頻譜能支援行動寬頻,同時讓廣播業者也滿意;他們雖然面臨很多壓力卻沒有屈服。」他擔任英國無線電管理局(Radio Communications Agency)的執行長多年,並是1987至2007年間參與WRC之英國代表團的領導人。


Goddard指出:「如往常一樣,許多決議都是留到最後一刻;各國代表團拒絕放棄某些關鍵決議,到最後變得有點瘋狂。我會說這是一次成功的WRC,做出了重要的結論,以及針對我們需要在2019年WRC討論之題目有明確、雄心勃勃的觀點。」

除了確認ITU第一區(Region 1,包括歐洲、非洲、中東與中亞)使用700MHz頻段(技術上是694~790MHz),各國代表團也同意協調200MHz的C頻段(3.4~3.6GHz),以改善都會區的網路容量以及小型基地台的使用;此外還有利用L頻段(1427~1518 MHz)改善整體網路覆蓋率與提供更佳的網路容量。


不過儘管行動寬頻陣營大力遊說,來自150個左右國家的各代表團決定不開放更多次700MHz頻段給該應用領域,以確保該UHF頻譜(470 ~690 MHz)將維持獨家分配給Region 1的地面電視服務至少十年。各國代表團決議將在將來的WRC討論那些頻段的使用,不過不是下一屆而是預計2023舉行的那屆WRC。


對此投票結果,歐洲廣播聯盟(European Broadcasting Union)的技術與創新總監Simon Fell在一份看來是暗暗鬆了口氣的聲明中表示:「全球廣播業者社群對此重要決策表示欣慰,還有數以百萬計仰賴數位地面電視廣播(digital terrestrial TV,DTT)收看電視的觀眾;現在我們已經確定能取得頻譜,廣播產業將可完成全面性的電視廣播數位化。」


GSMA法規長(chief regulatory officer) John Giusti表示,因此在行動寬頻領域,現在──至少在短、中期──有三個全球一致的頻段:「這對因應全球公民對行動寬頻不斷成長的需求,是重要的一大步;」這種一致性顯然是更有助於實現行動寬頻的低成本網路與裝置,同時在較低覆蓋率的區域改善漫遊品質。



當然,北美的電信營運商已經開始以700MHz頻段推出LTE服務;如同Goddard所指出,該頻譜的拍賣在許多歐洲國家已經展開,如法國是在上周開始拍賣,德國則已經將頻譜分配給數家營運商,儘管該頻段實際上在2020年以前恐怕還不會釋出。而幾乎毫無疑問的是,700MHz頻段的一致性,將會是各國電信業者準備開始推出5G服務的關鍵功能。


Goddard 表示:「C頻段也可能被5G使用,ITU並沒有規定相關技術將如何被使用,不過這肯定會是下一次WRC的重頭戲,數個議題已經被同意列於議程中;」其中包括5G服務所需的高頻頻段,主要是24GHz以上:「發展5G面臨的最大問題之一,就是定義大塊頻譜,其中一個重要的頻段會是31.8~33.4 GHz,特別是針對短距離通訊應用。」


衛星通訊領域對5G陣營的警惕


衛星通訊領域一直以來都對覬覦數個衛星通訊應用之大塊頻譜的5G支持者保持警惕,他們積極遊說WRC-15維持現狀;而在這場會議中,在產業組織Satellite Spectrum Initiative (SSI)的主持之下取得了某些正向成果。


在L與C頻段被衛星服務供應商廣泛使用的某些頻譜,被包括在行動IMT的一致性使用計畫中,不過SSI強調了被同意用以保護1518~1559 MHz頻段相鄰衛星使用者的特別措施,以及在3.6~4.2 GHz之C頻段上部的不再重新分配。


在此同時,未來的會議將討論數個議題以激勵衛星通訊領域的成長;例如有一個小組將探討在51.4~52.4 GHz範圍內的額外固定衛星業務(Fixed Satellite Service,FSS)頻譜需求,並將在WRC-19報告;而再下一屆的WRC-23議程將討論37.5~39.5GHz範圍內的額外頻譜。


還有一個似乎引起了不小爭議的話題是,大會批准了一項研究,可望為允許無人飛行載具(Unmanned Aerial Systems)──也就是俗稱的無人機──使用FSS連結鋪設了一條途徑。


Goddard 指出,除了行動寬頻相關議題,WRC-15也通過了釋放頻譜供無線航空電子系統通訊(wireless avionics intra-communications,WAIC)使用的決議,此一重要進展可能實現將航空器內部笨重的通訊線路更換為安全的無線通訊系統。


另外WRC-15也決定將針對目前與未來使用的參考時間刻度進行深入研究,包括調整世界協調時間(UTC)與是否停用所謂的「閏秒」,但此議題要到WRC-23才會繼續討論,(參考閱讀:「閏秒」還要陪我們到2023年!),顯然ITU並不愛趕時間。


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 2016-01-03 08:50個人資料傳送 Email 給 jason
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 Google's Planning To Deliver Super-Fast 5G Internet From Solar-Powered Drones

RF Globalnet, February 1, 2016


Google’s been secretly trialling a drove of 5G Internet-compatible drones out in New Mexico that have the potential to transmit gigabits of data every second - that’s 40 times more data than the world's fastest wireless services.

Codenamed Skybender, the project aims to take advantage of high frequency millimetre waves - a specific region on the electromagnetic spectrum that can theoretically transmit data far more efficiently than the frequencies our phones and wireless Internet have well and truly clogged up.

"The huge advantage of millimetre wave is access to new spectrum, because the existing cellphone spectrum is overcrowded. It’s packed and there’s nowhere else to go," electrical engineer Jacques Rudell from the University of Washington, who’s not involved in the project, told Mark Harris at The Guardian.

In the electromagnetic spectrum, millimetre waves occupy the frequency spectrum from 30 GHz to 300 GHz, which is between microwaves (1 GHz to 30 GHz) and infrared (IR) waves, which makes them longer than infrared waves or x-rays, but shorter than radio waves or microwaves.

The problem with continuing to use wireless communication the way we have is that every kind of communication, whether it’s radio transmissions, television, phone, or satellite, occupies a specific range of wavelengths or frequencies, and providers are given their own ‘channel’ within these to prevent interference.

But the more information that needs to be transmitted, the more bandwidth you’re going to be taking up in this ‘prime real estate’ region of the spectrum, which means if we want to beam down more data faster, we’re going to have to look elsewhere. The Engineering and Technology History Wiki explains:

"For example, a telephone conversation requires only about 6 kHz of bandwidth, while a TV broadcast, which carries much larger amounts of information, requires about 6 MHz. (A kilohertz, is 1,000 cycles per second; a megahertz is 1 million cycles per second). Increases in the amount of information transmitted require the use of higher frequencies. This is where millimetre waves come in."

While millimetre waves are theoretically awesome, and exactly what we need to jettison the Internet into the future, they come with a rather large limitation - they have a much shorter range than mobile phone signals, which means they fade after travelling just a short distance.

According to The Guardian, Google’s Skybender tests at Spaceport America in New Mexico found that a broadcast at 28GHz would fade in around a tenth the distance of a 4G phone signal.

But they’re not giving up that easy. While the exact details of Skybender are still very much under wraps, Rudell says an educated guess would be that they’re trying to figure out how to use a team of high-flying drones to beam down focused '5G' transmissions in a phased array configuration. “This is very difficult, very complex and burns a lot of power," he says.

Difficult, but not impossible, it would seem, because the US Defense Force has been all over it since 2012. Its research arm, DARPA, has since announced that it's working on a project called Mobile Hotspots, which would provide millimetre wave communications to troops in remote areas via drones, giving them access to wireless speeds of around 1 Gb per second.

According to Engadget, Google has permission from the Federal Communications Commission (FCC) to continue testing their drones in US airspace till July this year, at which point we’ll probably hear more about the success or failure of Skybender. Regardless of what happens though, we get the feeling that those millimetre waves aren’t going to be left vacant for much longer.


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 2016-02-04 21:23個人資料傳送 Email 給 jason
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