有許多面貌的5G蜂窩技術(shù)將于今年底開(kāi)始分階段問(wèn)世，美國(guó)電信業(yè)者AT&T德州奧斯汀(Austin)實(shí)驗(yàn)室的一位經(jīng)理描述了實(shí)現(xiàn)5G的挑戰(zhàn)。
AT&T已經(jīng)宣布將在今年底推出3GPP Release 15版本的5G，一開(kāi)始將利用所謂的“冰球”(hockey puck，編按：尺寸如同曲棍球/冰球的路由器)方案，為消費(fèi)性與企業(yè)用裝置支持高速Wi-Fi，并以28GHz頻段鏈接至蜂巢式網(wǎng)絡(luò)。
“根據(jù)不同供應(yīng)商，(該路由器)可以使用400 MHz或800MHz頻道，我們也看到了相當(dāng)可靠的Gb (gigabit)等級(jí)數(shù)據(jù)速率；”負(fù)責(zé)營(yíng)運(yùn)奧斯汀實(shí)驗(yàn)室的AT&T無(wú)線(xiàn)電技術(shù)部門(mén)助理副總裁Dave Wolter表示，到目前為止，“我們有看到一些雨衰(rain fade)現(xiàn)象，但天氣因素并非人們所想象的那么重大，因?yàn)殒溌贩浅６泰ぉぜs100到300公尺──而最遠(yuǎn)的鏈接仍可達(dá)到Gbps等級(jí)速率，在視線(xiàn)范圍內(nèi)甚至可以更高。”
目前該實(shí)驗(yàn)室并沒(méi)有針對(duì)戶(hù)外使用加固的設(shè)備，因此信號(hào)通過(guò)窗口會(huì)有一些衰減。預(yù)期接下來(lái)的重大進(jìn)展將是在2019年，5G技術(shù)將能支持手機(jī)與其他裝置的行動(dòng)寬帶；為此AT&T實(shí)驗(yàn)室正在奧斯汀的某個(gè)區(qū)域以廂型貨車(chē)搭載的設(shè)備進(jìn)行測(cè)試，配置了4支天線(xiàn)。 AT&T才剛剛開(kāi)始在有限區(qū)域內(nèi)進(jìn)行波束成形測(cè)試；到目前為止該系統(tǒng)能在搭載貨車(chē)以25英哩時(shí)速行駛的狀況下，于視線(xiàn)范圍內(nèi)的基地臺(tái)之間處理28GHz頻率切換。因?yàn)椴捎玫目蛻?hù)端設(shè)備天線(xiàn)性能優(yōu)于預(yù)期手機(jī)實(shí)際上會(huì)采用的天線(xiàn)，客戶(hù)端裝置沒(méi)有發(fā)生過(guò)斷線(xiàn)，且都能達(dá)到1.5Gbps以上的數(shù)據(jù)傳輸速率。
WOLTERATTx500AT&T 奧斯汀測(cè)試實(shí)驗(yàn)室負(fù)責(zé)人Dave Wolter
Wolter指出：“我們還沒(méi)有足夠的數(shù)據(jù)能判斷限制何在…我們希望能達(dá)到更高的速率，以及觀察該技術(shù)在樹(shù)木枝葉附近的運(yùn)作情況；”雨滴與落葉會(huì)阻礙毫米波信號(hào)，因此需要以新的細(xì)節(jié)層級(jí)來(lái)規(guī)劃蜂窩網(wǎng)絡(luò)。好消息是，Wolter的團(tuán)隊(duì)已經(jīng)找到能利用反射的方法，甚至在用戶(hù)與基地臺(tái)之間有棵樹(shù)也行。
不過(guò)該實(shí)驗(yàn)室仍在解決其他問(wèn)題；Wolter指出：“我們不能只假設(shè)6db的雜波(clutter)損失，因?yàn)閬?lái)自建筑物或樹(shù)木枝葉角落的信號(hào)會(huì)迅速衰減…因此網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃工具需要重新檢驗(yàn)…利用光束追蹤(ray tracing)或是其他方法來(lái)判斷我們是否會(huì)取得連結(jié)。”
次6GHz與低延遲技術(shù)
AT&T到目前為止只在次6GHz頻段(sub-6-GHz)──即主流手機(jī)產(chǎn)品預(yù)期會(huì)使用的頻段──進(jìn)行了模擬；還不清楚政府主管機(jī)關(guān)是否會(huì)批準(zhǔn)那些頻段，或者是有哪些所謂的公眾無(wú)線(xiàn)電頻段(citizen’s radio band)將會(huì)釋出。
在此同時(shí)，AT&T與其他業(yè)者正在準(zhǔn)備LTE與5G動(dòng)態(tài)共享頻譜的方法，這也是3GPP的工作項(xiàng)目之一。Wolter表示：“根據(jù)需求，我們不必得因?yàn)榉?wù)第一批用戶(hù)而中止某個(gè)LTE頻道的服務(wù)──如此將能為過(guò)渡時(shí)期帶來(lái)紓解；”他的團(tuán)隊(duì)已經(jīng)為3GPP的5G標(biāo)準(zhǔn)貢獻(xiàn)超過(guò)330個(gè)提案，跨越Release 15、16與17。
諸如AT&T等電信營(yíng)運(yùn)商，正在等待標(biāo)準(zhǔn)與主管機(jī)關(guān)的規(guī)定，以厘清他們是否需要取得新頻段的執(zhí)照，或是重新利用舊頻段；而那些相關(guān)決策，使得Wolter的團(tuán)隊(duì)擱置了次6GHz頻段的測(cè)試平臺(tái)設(shè)定。“Verizon會(huì)在今年以預(yù)標(biāo)準(zhǔn)(pre-standard)設(shè)備提供固網(wǎng)無(wú)線(xiàn)服務(wù)，”Wolter表示：“我們決定要以預(yù)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備進(jìn)行試驗(yàn)，但在布署服務(wù)之前會(huì)等待標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備問(wèn)世。”
此外AT&T協(xié)助了Release 16標(biāo)準(zhǔn)的開(kāi)發(fā)，以支持在基地臺(tái)不容易接取光纖網(wǎng)絡(luò)的地區(qū)，利用5G做為骨干網(wǎng)絡(luò)。“我們已經(jīng)與設(shè)備供應(yīng)商合作，看來(lái)可以盡快完成實(shí)作；”不過(guò)Wolter指出，還不清楚該種方案會(huì)在AT&T的網(wǎng)絡(luò)如何廣泛應(yīng)用。
5G也導(dǎo)入了低延遲功能，瞄準(zhǔn)從家用VR頭戴顯示器，到啟動(dòng)無(wú)線(xiàn)工廠(chǎng)以及遠(yuǎn)程遙控機(jī)器手臂進(jìn)行外科手術(shù)等一系列實(shí)時(shí)性服務(wù)。電信營(yíng)運(yùn)商對(duì)于利用該功能開(kāi)拓新市場(chǎng)抱持高度希望，但他們?nèi)孕枰鉀Q標(biāo)準(zhǔn)與實(shí)作問(wèn)題；“我們?cè)谶@方面付出了很多，”Wolter指出：“我們不只需要降低5G無(wú)線(xiàn)電的延遲，還需要降低網(wǎng)絡(luò)本身的延遲。”