由於5G技術仍在提案研擬階段,預計2020年定案,在此之前,許多業者均積極嘗試各種新手法、新技術,而近期最新的發展是使用70GHz頻段,嚴格而論70GHz只是概稱,更精確而言,其通道的中心頻率為73GHz、73.5GHz。

現階段的測試結果,基地台與終端使用者裝置間的距離在60公尺內時可以有2Gbps傳輸率,但隨著距離增加傳輸率也減少...
現階段的測試結果,基地台與終端使用者裝置間的距離在60公尺內時可以有2Gbps傳輸率,但隨著距離增加傳輸率也減少...

由於技術實測實證需要場地,因此多半是電信設備商(基地台業者)與電信營運商一起合作進行,例如芬蘭諾基亞(Nokia)即與日本NTT DoCoMo(日本最大電信營運商,前身為日本政府電信機構,背景與中華電信相近)合作,在東京六本木的新城森大廈外進行測試。而大陸華為(Huawei)也與德國電信(Deutsche Telekom)合作測試。

華為與德國電信的技術實證,已證實可以同時服務多個終端使用者(Mu-MIMO),基地台端的最高尖峰傳輸率到達70Gbps,而針對每個終端使用者的最高傳輸率為20Gbps。

華為與德國電信也採行MMFA(Meta-Material based Focal Array)天線技術,能讓同一波段同時服務多個終端使用者。華為也期望此技術能用來補強現有的(相對)低頻段,使手機、平板等獲得更快的傳輸。

同樣採行73GHz,諾基亞與NTT DoCoMo方面有更多的技術細節揭露,例如其通道頻寬為1GHz,採分時雙工(TDD),最大傳輸率為2Gbps。調變方面採行NCP-SC(Null-Cyclic Prefix Single Carrier)搭配BPSK、QPSK或16QAM。

由於毫米波(mmWave)的指向性(特定方向性)很強,為了達到與過往相似的廣泛覆蓋,必須使用許多天線,此次諾基亞與NTT DoCoMo的合作使用了64個天線,並採16 x 4陣列組態,16代表天線的水平覆蓋,4代表天線的垂直覆蓋。

更具體來說,64個天線的每個天線也是有角度設定,水平為正負17.5度,垂直則為正負4度,每個天線只負責一個小方向、小範疇的覆蓋,但多個天線各自負責不同角度、高度,就可以逼近過往的覆蓋水準。

現階段的測試結果,基地台與終端使用者裝置間的距離在60公尺內時可以有2Gbps傳輸率,但隨著距離增加傳輸率也減少,100公尺外無法有2Gbps表現,但仍可維持在1Gbps以上。

除了距離影響外,同樣因毫米波的過強指向性,一旦電波行進的路途遭遇遮蔽,例如人群或建築,效果也會明顯變差。此外,目前的測試仍是以慢速移動為主,使用者以時速2公里移動,以測試驗證收發效果的變化,尚未測試高速移動(乘車下通訊)的收發效果。

雖然毫米波容易受遮蔽,但只要不是各角度均完全封阻,依然可以透過波的反射來提高收發、覆蓋效果,此已在測試中獲得證實。

純就傳輸率而言,諾基亞+NTT DoCoMo的2Gbps似乎不如華為+德國電信,但實際上早於去(2015)年4月左右,諾基亞就已在73GHz頻段實現10Gbps以上的傳輸,且僅以2個天線、NCP-SC調變就達到。

最後,其實5G的候選頻段相當多,73GHz僅是尚在評估中的提案選項之一,其他也包含15GHz、28GHz,或者是現行的5GHz等。而英國電信監管機構Ofcom(台灣類似的為NCC,美國為FCC)也已經針對5G頻譜進行新規劃,將6GHz~100GHz間概略劃分成5塊,並在去年將其規劃提交給全球無線通訊會議(World Radio communication Conference, WRC-15),期望成為日後5G的正式標準。

類似的,美國FCC也已經規劃24GHz的運用,原有已常用的5GHz頻段也進行新規劃,使Wi-Fi陣營、LTE陣營均願意接受新規劃,及從新規劃中獲益。因此,台灣的NCC或許也該加緊腳步,在業者發展與測試技術的同時也開始研擬頻譜的新規劃、分配,使市場發展條件加速到位。