小型基站將走紅5G通訊時(shí)代。5G通訊網(wǎng)絡(luò)將一改過去高度仰賴大型基站的布建架構(gòu)，而大量使用小型基站，讓電信營運(yùn)商能以最具成本效益的方式彈性組網(wǎng)，從而提高網(wǎng)絡(luò)密度與覆蓋范圍，達(dá)到比4G技術(shù)更高的傳輸率和網(wǎng)絡(luò)容量。超高分辨率視頻串流、云端服務(wù)和休閑娛樂服務(wù)的興起，以及愈來愈多元的無線裝置，包括智能型手機(jī)、平板計(jì)算機(jī)和機(jī)器間相互通訊的可編程環(huán)境，預(yù)估未來20年的數(shù)據(jù)傳輸量將成長一萬倍。

為滿足這些需求，電信解決方案供貨商諾基亞網(wǎng)絡(luò)(Nokia Networks)認(rèn)為，5G將是一個(gè)可擴(kuò)充又彈性的服務(wù)系統(tǒng)，可在關(guān)鍵性的時(shí)機(jī)和地點(diǎn)，提供接近零延遲(Zero Latency)的Gigabit體驗(yàn)。此外，5G因具備更高的峰值數(shù)據(jù)速度，提升“每個(gè)地方”的數(shù)據(jù)速率，延遲降為十分之一，更能讓使用者享受到比4G至少高出十倍的體驗(yàn)質(zhì)量。

在5G移動(dòng)通信時(shí)代下，預(yù)估使用案例和相關(guān)應(yīng)用的種類將更為廣泛，包括視頻串流、擴(kuò)增實(shí)境(Augmented Reality)、不同的數(shù)據(jù)分享方式，以及各式各樣的機(jī)器類型應(yīng)用，如車輛安全、各種傳感器和實(shí)時(shí)控制等。

未來，5G在2020年導(dǎo)入、2030年充分運(yùn)作后，還必須能彈性支持我們尚未了解、尚不知道的全新應(yīng)用。 除了使用6GHz以下更多傳統(tǒng)的無線接取頻段，5G也將運(yùn)用6G-100GHz之間的大量頻譜，這些頻段擁有不同的頻道特性，因此，使用這些頻譜須采用一種以上新的無線接取技術(shù)。

目前雖然有業(yè)者考慮將長程演進(jìn)計(jì)劃(LTE)空中接口(Air-Interface)延伸到6GHz以上的頻率，但事實(shí)上，我們可以針對(duì)特定的挑戰(zhàn)，設(shè)計(jì)更簡單和更有效率的空中接口。

對(duì)終端使用者來說，5G應(yīng)該是通暢而無感覺的，且5G應(yīng)是個(gè)單一系統(tǒng)，能保證一致的使用者體驗(yàn)；而移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)營運(yùn)商則期望能輕松、直接地部署和維運(yùn)5G網(wǎng)絡(luò)。

因此在技術(shù)上，5G系統(tǒng)必須能緊密整合原來的系統(tǒng)，如LTE及其藉由單一無線接取網(wǎng)絡(luò)(Radio Access Network, RAN)解決方案而演進(jìn)的技術(shù)，這種方式不但能簡化從2G到5G的管理工作，也讓營運(yùn)商能循序漸進(jìn)導(dǎo)入5G。

網(wǎng)絡(luò)和部署的彈性、空中接口的新設(shè)計(jì)，有助于抑制功耗的成長。無線鏈路兩端裝置的每位傳輸功耗必須大幅減少，例如，未連接裝置和未滿載運(yùn)作的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的功耗。

全方位的彈性設(shè)計(jì)，與現(xiàn)有技術(shù)極度緊密整合的途徑，都是供貨商主要的優(yōu)先考慮事項(xiàng)。

全方位彈性設(shè)計(jì)　提升十倍使用者體驗(yàn)

實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)容量增加一萬倍，以及使用者體驗(yàn)提升十倍(即使在不利的網(wǎng)絡(luò)條件下也能達(dá)到100Mbit/s)的主要途徑如下：

· 小基站(Small Cell)大規(guī)模高密度化(Densification)
· 更多頻譜
· 更高的頻譜效率

全新網(wǎng)絡(luò)思維的高密度化設(shè)計(jì)

在3G和4G的網(wǎng)絡(luò)部署，高密度化已是明顯的趨勢(shì)，但5G能讓我們從全新網(wǎng)絡(luò)(Clean Slate)的方式設(shè)計(jì)一套彈性的系統(tǒng)，并優(yōu)化基站之間距離200公尺以下的小基站。

目前的LTE網(wǎng)絡(luò)，其小基站設(shè)計(jì)是以僵硬、大范圍覆蓋(Wide Area)的大型基站(Macro Cell)為設(shè)計(jì)基礎(chǔ)，而Clean Slate的全新網(wǎng)絡(luò)途徑，可提高小基站規(guī)模的優(yōu)化和調(diào)適能力。

不過，值得注意的是，除了優(yōu)化小基站的超密度網(wǎng)絡(luò)(Ultra Dense Network)環(huán)境外，5G也支持大范圍覆蓋的大型基站部署，這一點(diǎn)更加突顯了系統(tǒng)設(shè)計(jì)彈性的必要性。

釋放新頻段的需求日益高漲

到目前為止，已指配或討論中可用于移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的頻段都在6GHz以下，主要原因是低頻有利于大范圍覆蓋的特性。雖然我們需要更多6GHz以下的頻譜，也有能提高已指派頻率利用率的優(yōu)越新技術(shù)，但釋放新頻段的需求也愈來愈高。這些從6G-100GHz的頻段有助于滿足5G時(shí)代的高容量和數(shù)據(jù)速率需求。

6G-100GHz頻段，根據(jù)不同無線電波傳播特性和不同頻率范圍中的載波帶寬，可大致分為兩大部分，厘米波(Centimeter Wave)和毫米波(Millimeter Wave)。

厘米波頻率因比較接近現(xiàn)在使用中的頻率范圍，自然會(huì)是首先釋放給無線接取的對(duì)象，但我們還須進(jìn)一步研究才能完全了解這些頻段的無線電波傳播特性。在某些方面，厘米波的行為類似傳統(tǒng)的無線通信頻段(如反射和路徑損耗指數(shù))，但在某些效應(yīng)上是不同的，如總路徑損耗(Overall Path Loss)和繞射(Diffraction)，尤其在更高的厘米波頻段更是如此。厘米波可能提供的連續(xù)帶寬大約是100M-500MHz，大于先進(jìn)長程演進(jìn)計(jì)劃(LTE-Advanced)設(shè)計(jì)使用的帶寬范圍，而針對(duì)2GHz優(yōu)化的LTE空中接口設(shè)計(jì)，并不適合厘米波頻率。

頻譜的另一端則是從30GHz開始的毫米波。在某些方面，毫米波的無線電波傳播和射頻工程特性不同于6GHz以下的頻譜范圍，如更高程度的繞射、樹葉與建筑物穿透損耗；不過，最近的測(cè)量研究顯示，毫米波頻率和6GHz以下的頻率在其他特性上，如反射和路徑損耗指數(shù)也是類似的。

我們必須對(duì)這些頻段進(jìn)行更多實(shí)驗(yàn)研究才能了解這些毫米波的實(shí)際效能，研究結(jié)果將讓我們使用更多載波帶寬，如1G-2GHz帶寬，即使在厘米波和毫米波(波長1厘米)之間有一個(gè)定義良好的30GHz波段，無線電波傳播的變動(dòng)會(huì)更加平緩，也不會(huì)有突然的轉(zhuǎn)換點(diǎn)(Transition Point)在無線電波傳播特性中出現(xiàn)。

更高的頻譜效率

頻譜效率是指數(shù)據(jù)傳輸期間的頻譜使用效率，也就是系統(tǒng)空中傳播數(shù)據(jù)時(shí)每秒每赫茲(Hz)有多少位(Bit)。而一般用以專門提升頻譜效率的重要技術(shù)組件是大規(guī)模多重輸入/輸出(MIMO)技術(shù)。

在厘米波和毫米波頻段的5G系統(tǒng)空中接口設(shè)計(jì)中，整合大規(guī)模的天線數(shù)組，與目前4G系統(tǒng)所采用的MIMO解決方案有很大的不同。

首先，在厘米波和毫米波中有更多具備噪聲限制(Noise-Limited)特性的高帶寬系統(tǒng)，可使用毋須積極減低其他基站干擾的簡單方案；

其次，3GHz及其以下頻段的4G系統(tǒng)有帶寬和干擾性的限制，因此這些系統(tǒng)在使用MIMO技術(shù)時(shí)，一直以提高頻譜效率、克服前述限制為重點(diǎn)。

毫米波的高帶寬系統(tǒng)可能不會(huì)有帶寬和干擾性的限制，但可能會(huì)有路徑損耗的限制，因此，初期采用MIMO技術(shù)的重點(diǎn)是透過波束成型(Beamforming)提供功率增益(Power Gain)。

由于毫米波系統(tǒng)須克服路徑損耗限制，因此4G系統(tǒng)的高效能關(guān)鍵技術(shù)空間多任務(wù)(Spatial Multiplexing)，不會(huì)是毫米波發(fā)展初期的重點(diǎn)；不過，因?yàn)閹捄透蓴_性限制的關(guān)系，厘米波系統(tǒng)應(yīng)會(huì)在4G系統(tǒng)和毫米波系統(tǒng)之間運(yùn)作，也就是說，厘米波系統(tǒng)可能同時(shí)采納4G和毫米波系統(tǒng)所使用的MIMO及波束成型技術(shù)組件。

此外，大規(guī)模MIMO是改善鏈路頻譜效率的優(yōu)秀技術(shù)，而提高無線電資源的利用率則可增加系統(tǒng)頻譜效率。

抗干擾(Interference Rejection)技術(shù)是用以提升系統(tǒng)頻譜效率的途徑之一，其方法是舍棄基站間干擾協(xié)調(diào)機(jī)制(例如試圖使用LTE中干擾最低的無線電區(qū)段)，接納干擾且稍后在接收器里抑制該干擾。

抗干擾整合方案已廣為人知并應(yīng)用在LTE中，5G則有機(jī)會(huì)設(shè)計(jì)一個(gè)能優(yōu)化該整合技術(shù)的系統(tǒng)，另一個(gè)優(yōu)化頻譜利用率的技術(shù)是動(dòng)態(tài)分時(shí)雙工(TDD)技術(shù)，它能對(duì)上鏈和下鏈之間的頻譜做優(yōu)化分配。

附：來自市場調(diào)研數(shù)據(jù)、應(yīng)用分類以及Qorvo相關(guān)產(chǎn)品

市場數(shù)據(jù)顯示，小基站市場在2015年開始發(fā)力增長

不同的小基站應(yīng)用場景分類

Qorvo提供從放大器、多工器、濾波器、LNA到WLAN FEM和GPS FEM在內(nèi)的一站式全面產(chǎn)品組合解決方案