《電子技術(shù)應(yīng)用》
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5G時(shí)代前期的關(guān)鍵課題

2016-04-19

  MIC保守預(yù)估,在2019年5G標(biāo)準(zhǔn)出爐后,2020年包含電信設(shè)備、智慧手持裝置、物聯(lián)網(wǎng)終端等的5G全球產(chǎn)值將達(dá)80億美元,至2024年更上看486億美元的水準(zhǔn)。

  在ITU、3GPP等標(biāo)準(zhǔn)組織陸續(xù)訂出5G標(biāo)準(zhǔn)的制訂時(shí)程,各主要國(guó)家、電信業(yè)者、設(shè)備業(yè)者也陸續(xù)推出5G系統(tǒng)的測(cè)試、布建與商用期程規(guī)畫。而包括愛立信、諾基亞、高通等業(yè)者皆預(yù)測(cè),2020年的聯(lián)網(wǎng)終端將至少超過250億個(gè),其中物聯(lián)網(wǎng)終端將是帶動(dòng)裝置數(shù)量大幅成長(zhǎng)的主因,而5G技術(shù)的大連結(jié)特性和物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)將達(dá)到相輔相成的效果。然而觀察目前各國(guó)推動(dòng)的計(jì)劃與發(fā)展項(xiàng)目,包括技術(shù)研發(fā)、應(yīng)用推動(dòng)、專利布局等諸多環(huán)節(jié)恐怕還需要更縝密的規(guī)畫與思考。

  關(guān)鍵應(yīng)用課題

  ITU針對(duì)5G定義了能源效率、頻譜效率、傳輸延遲、高速移動(dòng)性、傳輸速度、用戶實(shí)際傳輸速度、裝置連結(jié)數(shù)量與數(shù)據(jù)資料處理容量等8大技術(shù)特性指標(biāo),并將其歸納為行動(dòng)寬頻、大規(guī)模物聯(lián)網(wǎng)、任務(wù)關(guān)鍵型物聯(lián)網(wǎng)等3種應(yīng)用場(chǎng)景。

  在行動(dòng)寬頻的應(yīng)用場(chǎng)景中,根據(jù)日本、韓國(guó)針對(duì)下世代通訊應(yīng)用預(yù)測(cè)與規(guī)畫,將即時(shí)超高畫質(zhì)(包括4K/8K UHD及3D全息影像)串流影視及虛擬/擴(kuò)增實(shí)境服務(wù)視為未來主軸應(yīng)用之一,具備高數(shù)據(jù)資料處理特性的5G技術(shù)將更不可或缺。

  大規(guī)模物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用場(chǎng)景中,未來將部署在各行各業(yè)各種垂直應(yīng)用中,而非持續(xù)移動(dòng)性物聯(lián)網(wǎng)的感測(cè)器將數(shù)以千萬(wàn)計(jì),面對(duì)巨量的物聯(lián)網(wǎng)感測(cè)裝置連結(jié),在技術(shù)上需要具備極大量的數(shù)據(jù)處理與裝置連結(jié)能力,不但需要至少2,000MHz以上頻譜方能因應(yīng)頻寬需求,每平方公里也必須能連結(jié)百萬(wàn)臺(tái)感測(cè)裝置。

  任務(wù)關(guān)鍵型物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用場(chǎng)景的技術(shù)特性需求則著重在聯(lián)網(wǎng)的低延遲率以及超高可靠性。以車聯(lián)網(wǎng)、無人車的應(yīng)用情境為例,為了即時(shí)回應(yīng)且避免事故發(fā)生,便需要極高的反應(yīng)速度,而未來5G網(wǎng)路1毫秒的超低延遲特性方能有效因應(yīng)。

  關(guān)鍵頻譜課題

  在2015年11月甫結(jié)束的WRC-15會(huì)議是影響5G未來頻譜規(guī)畫最重要的關(guān)鍵之一,會(huì)議中所做出的結(jié)論可分為兩部分,一是針對(duì)6GHz以下的頻段,建議新增的IMT用途頻段,其二則是針對(duì)未來5G技術(shù)可能采用的頻段,提出觀察名單。

  在6GHz以下,最受到關(guān)注的頻段包括Sub 700MHz(包括470MHz~698MHz)、L-Band(1,427MHz~1,518MHz)、3,300MHz~3,400MHz、C-Band(3,400MHz~3,800MHz)、及4,800~4,900MHz等都在本次納入IMT應(yīng)用的建議名單中。然而相關(guān)頻段在各國(guó)多已分配至許多不同用途,因此如何確保既有使用者之權(quán)益,同時(shí)保障公共利益(如維護(hù)飛航安全),將是未來發(fā)放的最高考量原則。而目前特別是1,452MHz~1,492MHz(B32)、3,400~3,600MHz(B42)在標(biāo)準(zhǔn)上已有共識(shí),也有商業(yè)營(yíng)運(yùn)或大量測(cè)試經(jīng)驗(yàn),可能將是最早投入商用化、短期內(nèi)臺(tái)灣最可能釋出的頻段。

  而WRC-15另一最重要的成果則是決議5G未來的候選頻段,此次包括CEPT、APT、CITEL等國(guó)際組織都提出建議,最后通過決議的候選頻段包括24.25~27.5GHz、37~43.5GHz、45.5~50.2GHz、50.4~52.6GHz、66~76GHz、81~86GHz等,不過仍需要透過不斷的技術(shù)測(cè)試與討論后,才會(huì)在2019年的WRC-19會(huì)議有所定論。

  關(guān)鍵專利課題

  觀察全球主要國(guó)家、組織及廠商于4G LTE標(biāo)準(zhǔn)必要專利布局,根據(jù)國(guó)家實(shí)驗(yàn)研究院從“歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)(ETSI)”的標(biāo)準(zhǔn)必要專利資料庫(kù)所搜集近6,000件4G LTE標(biāo)準(zhǔn)必要專利的統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn),美國(guó)、中國(guó)與南韓3國(guó)技術(shù)領(lǐng)導(dǎo)廠商和研究機(jī)構(gòu)所提出4G標(biāo)準(zhǔn)必要專利數(shù)便占6成以上,其中高通、三星與華為更握有約30%專利數(shù)。

  而MIC亦利用ETSI標(biāo)準(zhǔn)必要專利資料庫(kù)進(jìn)行篩選,發(fā)現(xiàn)截至2015年8月為止,臺(tái)灣4G標(biāo)準(zhǔn)必要專利申報(bào)業(yè)者或組織僅有5家,總共申報(bào)件數(shù)約132件,較2014年同期多出43件,但仍僅占全部4G標(biāo)準(zhǔn)必要專利總數(shù)的2.2%左右。

  由此可見,臺(tái)灣整體通訊技術(shù)的深度與創(chuàng)新能力仍與幾個(gè)主要國(guó)家有著相當(dāng)差距。因此,若臺(tái)灣欲在5G通訊技術(shù)領(lǐng)域占有一席之地,需積極參與國(guó)際5G技術(shù)研發(fā)合作項(xiàng)目,展開相關(guān)B4G/5G專利布局,以爭(zhēng)取標(biāo)準(zhǔn)制定權(quán)。


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