5G作為繼4G之后又一次數(shù)據(jù)傳輸和信息通訊上的大提速和功能大補充，當(dāng)下諸多產(chǎn)業(yè)應(yīng)用都期待5G能為當(dāng)下諸多涉及數(shù)據(jù)傳輸和信息通訊的應(yīng)用場景帶來突破性解決思路。而由于在2017年NSA（非獨立組網(wǎng)）標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)生及不斷推進(jìn)，世界各大運營商也針對各自未來規(guī)劃加緊布局和調(diào)整，針對早先3GPP發(fā)布的5G路線圖而言，5G商用很可能會再次提前。由此也再次帶來了針對應(yīng)用場景、頻段分配及運營商布局策略等問題的思考。
5G三大應(yīng)用場景
如圖1所示為ITU、3GPP所公認(rèn)的未來5G的三大應(yīng)用場景包括增強型移動寬帶、5G時代的IoT及高可靠低時延場景。
其中，5G時代的IoT一定區(qū)別現(xiàn)在4G時代。我們現(xiàn)在談到的NB-IoT、eMTC、Cat-M1都是基于4G LTE時代的IoT，這樣的mMTC也可以理解為基于5G標(biāo)準(zhǔn)的IoT。而高可靠低時延應(yīng)用場景包括現(xiàn)在的自動駕駛、AR/VR等諸多對可靠性和實時性要求很高的應(yīng)用場景。
其中，5G時代的IoT一定區(qū)別現(xiàn)在4G時代。我們現(xiàn)在談到的NB-IoT、eMTC、Cat-M1都是基于4G LTE時代的IoT，這樣的mMTC也可以理解為基于5G標(biāo)準(zhǔn)的IoT。而高可靠低時延應(yīng)用場景包括現(xiàn)在的自動駕駛、AR/VR等諸多對可靠性和實時性要求很高的應(yīng)用場景。
手機應(yīng)用5G面臨的挑戰(zhàn)
增強型移動寬帶仍是5G的主要應(yīng)用場景，同時也面臨眾多挑戰(zhàn)，現(xiàn)以手機為例進(jìn)行分析，主要有以下三大挑戰(zhàn)：
1）由于要支持5G，還要向下兼容3G、4G，所以會加入更多新的區(qū)別于傳統(tǒng)4G的射頻半導(dǎo)體器件，包括濾波器、開關(guān)、功率放大器，以及整合起來的前端模塊，這也是來自于新的5G頻段、標(biāo)準(zhǔn)及調(diào)試方式的需求。
2）頻段的定義是又一難題。除了新定義的5G頻段以外，還會有一些4G頻譜在2020年，甚至之后重更到5G，這就要求新的射頻器件要在現(xiàn)有的4G射頻半導(dǎo)體基礎(chǔ)上同時支持5G-NR標(biāo)準(zhǔn)。
3）基礎(chǔ)設(shè)施方面同樣會有新的挑戰(zhàn)。例如現(xiàn)在毫米波在5G上的商用，毫米波在目前來看，在中國商用可能還需要3-5年的時間，而在應(yīng)用比較靠前的美國，今年已經(jīng)毫米波在5G的商用，這個場景叫作FWA（Fixed Wireless Access，固定無線接入）。FWA并不是傳統(tǒng)意義上手機這樣的移動終端的應(yīng)用場景，因而美國基于毫米波的5G并沒有應(yīng)用到移動制式設(shè)備或場景，同時也帶來了區(qū)別傳統(tǒng)移動設(shè)備的基礎(chǔ)設(shè)施需求。
國內(nèi)寬帶最后一公里選用的是光纖入戶方式，這就要求光纖必須和樓宇相互連接，光纜必須要埋在地下。而現(xiàn)在美國用毫米波FWA（Fixed Wireless Access，固定無線接入）來解決最后一公里的問題不再需要有線，但是采用這種方式的話，你在家里面的接入設(shè)備只是一個固定接入設(shè)備，不是一個可移動的設(shè)備，而且也不是一個電池供電的設(shè)備，是一個需要電源供電的設(shè)備。而這是區(qū)別于真正5G移動智能手機的另外一個應(yīng)用場景。
4）在系統(tǒng)架構(gòu)方面需要更多考慮前端架構(gòu)如何實現(xiàn)，包括你需要幾根天線、如何做天線分工。在未來5G的手機通信中，除了單純的射頻半導(dǎo)體的影響，更多地需要考慮系統(tǒng)架構(gòu)，以天線分工為例，要實現(xiàn)更好的天線分工需要有天線分工器、多工器等，未來在5G的前端架構(gòu)中，除了PA、濾波器、LNA等傳統(tǒng)的射頻收發(fā)器件以外，你需要更多考慮的是前端的天線如何分配，多工器如何更好地支持載波聚合。而由于天線分工器有不同的組合（不同頻段、不同功能性的組合），所以在未來5G智能手機中，天線的分工會是占比相當(dāng)大的設(shè)備器件，這也是伴隨著5G衍生出來的新設(shè)備前端器件。除此以外，因為你的天線越來越多，但你手機上還希望一根天線的覆蓋更寬的范圍，未來在5G時代天線調(diào)諧技術(shù)相比較4G時代會用得更多。
5G商用時間提前
如圖2所示為3GPP對于整個5G應(yīng)用的路線圖時間劃分。從圖中可以看到，自2018年起，所有國家運營商都開始做試商用，但真正大規(guī)模商用還是要到2020年下半年，甚至要到2021年。
Qorvo亞太區(qū)移動事業(yè)部市場戰(zhàn)略高級經(jīng)理陶鎮(zhèn)先生表示，從現(xiàn)在開始到2019年上半年，更多的運營商會做5G的試商用，這主要是因為之前還沒有真正的標(biāo)準(zhǔn)。而隨著2017年12月份NSA（非獨立組網(wǎng)）第一版標(biāo)準(zhǔn)的制定，2018年6月將完成第一版SA（獨立組網(wǎng)）標(biāo)準(zhǔn)制定，由此將會加速5G網(wǎng)絡(luò)商用步伐。
Qorvo亞太區(qū)移動事業(yè)部市場戰(zhàn)略高級經(jīng)理陶鎮(zhèn)先生表示，從現(xiàn)在開始到2019年上半年，更多的運營商會做5G的試商用，這主要是因為之前還沒有真正的標(biāo)準(zhǔn)。而隨著2017年12月份NSA（非獨立組網(wǎng)）第一版標(biāo)準(zhǔn)的制定，2018年6月將完成第一版SA（獨立組網(wǎng)）標(biāo)準(zhǔn)制定，由此將會加速5G網(wǎng)絡(luò)商用步伐。
從2019年下半年到2020年會有更多基于3GPP的第15個版本的5G商用，可能在某些國家會有大規(guī)模的商用，包括中國現(xiàn)在三家運營商的目標(biāo)都是希望在2019年下半年、2020年初正式實現(xiàn)5G商用。但是在此期間，運營商肯定會有不同制式的規(guī)劃，目前在全球只有中國移動和中國電信兩家會走獨立組網(wǎng)路線，其他所有運營商目前的規(guī)劃都是走非獨立組網(wǎng)。2020年到2021年就是真正的5G大規(guī)模商用，所有支持5G的獨立組網(wǎng)以及非獨立組網(wǎng)的終端網(wǎng)絡(luò)在2020年都會完成商用。
另外，采用非獨立組網(wǎng)形式對射頻前端也產(chǎn)生一定影響。由于非獨立組網(wǎng)依靠LTE作為核心網(wǎng)，所有的語音通信層、控制層都是LTE，數(shù)據(jù)層是5G數(shù)據(jù)，這就意味著射頻前端必須有一個LTE通道，無論是哪一個頻段，還必須有一個5G的通道在同時上下行工作，這必然會帶來相互干擾的問題。
據(jù)陶鎮(zhèn)先生分析，在當(dāng)下階段，包括高通、英特爾、海思等主流芯片公司在移動的芯片中可能會把5G-NR全新的收發(fā)機芯片和4G的LTE芯片做成兩個芯片。到了2019年之后，我們看到會有更多基于5G-NR模塊的產(chǎn)生。
全球運營商的布局
SA與NSA的抉擇
從目前規(guī)劃來看，絕大多數(shù)運營商走的都是NSA，只有國內(nèi)中國移動和中國電信走的就是SA。而為什么會有不同的選擇呢？尤其是國內(nèi)兩家運營商為什么會獨愛SA，這個問題也很有必要在此拿出來分析一下。
從成本的角度來講，NSA占有很大優(yōu)勢。要做一個SA的布網(wǎng)需要全部重新投入，包括你的核心網(wǎng)、接入網(wǎng)、數(shù)據(jù)鏈網(wǎng)都是基于5G-NR，投入相當(dāng)大；而NSA的則可以基于4G-LTE的核心網(wǎng)和接入網(wǎng)，只需在數(shù)據(jù)層做5G的基站部署。
從功能來講，SA扳回不止一分。很多人認(rèn)為5G相較4G而言就是速度快，但是從運營商的角度來看，除此之外，5G還有4G時代諸多不能實現(xiàn)的功能，例如網(wǎng)絡(luò)虛擬化管理、網(wǎng)絡(luò)切片功能。所以從這方面來說，NSA的組網(wǎng)方面還不能算完整的5G網(wǎng)絡(luò)，NSA只是真正到5G商用中間的一個過渡，未來大部分國家商用5G網(wǎng)絡(luò)都會過渡到SA，這也是為什么中國移動和中國電信第一步就選擇做SA的原因。
頻譜規(guī)劃
目前5G部署走在前列的有中國、美國、日本和韓國這四個國家。其中，中國目前在6GHz以內(nèi)有兩個頻段，包括3.3GHz~3.6GHz的300MHz的帶寬，以及4.8GHz~5GHz的200MHz帶寬，具體三大運營商如何分配還有待相關(guān)規(guī)定出臺。
在國外，日本和韓國在2020年會商用厘米波段這個頻譜，具體是在3.5GHz和4.8GHz兩個頻段。而美國由于沒有厘米波的頻段可用在移動通信領(lǐng)域，它的頻譜是從3.5G到3.7G 150兆，再往上都不是用在移動通信，因而其重點放在毫米波的應(yīng)用上。當(dāng)然美國監(jiān)管部門在討論未來要開放更多的C波段頻譜到5G，不過還沒有一個準(zhǔn)確的時間點。
Qorvo關(guān)于5G商用發(fā)展計劃
Qorvo從2017年開始開發(fā)了第一款基于5G NR新標(biāo)準(zhǔn)的射頻前端模塊，目前在支持5G智能手機這一塊，陶鎮(zhèn)先生表示，無論是走獨立組網(wǎng)還是非獨立組網(wǎng)，無論是從技術(shù)的角度還是支持的角度都已經(jīng)做好了準(zhǔn)備。在2018年2月，中國移動發(fā)布了“5G終端先行者計劃”，基于“5G終端先行者計劃”，中國移動聯(lián)合全球20家終端產(chǎn)業(yè)合作伙伴，預(yù)計于2018年底前推出首批符合中國移動需求的5G芯片，2019年上半年發(fā)布首批5G預(yù)商用終端，包括數(shù)據(jù)類終端、智能手機等產(chǎn)品，Qorvo也被邀請加入這個計劃。Qorvo的目標(biāo)是3.5G、4.8G的5G射頻半導(dǎo)體產(chǎn)品在2019年上半年正式進(jìn)行量產(chǎn)，配合國內(nèi)的主要手機廠商，尤其是中國的運營商，在2019年下半年至2020年上半年實現(xiàn)5G正式的商用。
責(zé)任編輯：向宜芳
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