有許多面貌的5G蜂巢式技術將於今年底開始分階段問世,美國電信業者AT&T德州奧斯汀(Austin)實驗室的一位經理描述了實現5G的挑戰。

AT&T已經宣佈將在今年底推出3GPP Release 15版本的5G,一開始將利用所謂的「冰球」(hockey puck,編按:尺寸如同曲棍球/冰球的路由器)方案,為消費性與企業用裝置支援高速Wi-Fi,並以28GHz頻段連結至蜂巢式網路。

「根據不同供應商,(該路由器)可以使用400 MHz或800MHz頻道,我們也看到了相當可靠的Gb (gigabit)等級資料速率;」負責營運奧斯汀實驗室的AT&T無線電技術部門助理副總裁Dave Wolter表示,到目前為止,「我們有看到一些雨衰(rain fade)現象,但天氣因素並非人們所想像的那麼重大,因為鏈路非常短──約100到300公尺──而最遠的連結仍可達到Gbps等級速率,在視線範圍內甚至可以更高。」

目前該實驗室並沒有針對戶外使用加固的設備,因此訊號通過窗口會有一些衰減。預期接下來的重大進展將是在2019年,5G技術將能支援手機與其他裝置的行動寬頻;為此AT&T實驗室正在奧斯汀的某個區域以廂型貨車搭載的設備進行測試,配置了4支天線。

AT&T才剛剛開始在有限區域內進行波束成形測試;到目前為止該系統能在搭載貨車以25英哩時速行駛的狀況下,於視線範圍內的基地台之間處理28GHz頻率切換。因為採用的客戶端設備天線性能優於預期手機實際上會採用的天線,客戶端裝置沒有發生過斷線,且都能達到1.5Gbps以上的資料傳輸速率。

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AT&T 奧斯汀測試實驗室負責人Dave Wolter
(來源:©Tom Reel/San Antonio Express-News/ZUMA Wire)

Wolter指出:「我們還沒有足夠的資料能判斷限制何在…我們希望能達到更高的速率,以及觀察該技術在樹木枝葉附近的運作情況;」雨滴與落葉會阻礙毫米波訊號,因此需要以新的細節層級來規劃蜂巢式網路。好消息是,Wolter的團隊已經找到能利用反射的方法,甚至在使用者與基地台之間有棵樹也行。

不過該實驗室仍在解決其他問題;Wolter指出:「我們不能只假設6db的雜波(clutter)損失,因為來自建築物或樹木枝葉角落的訊號會迅速衰減…因此網路規劃工具需要重新檢驗…利用光束追蹤(ray tracing)或是其他方法來判斷我們是否會取得連結。」

次6GHz與低延遲技術

AT&T到目前為止只在次6GHz頻段(sub-6-GHz)──即主流手機產品預期會使用的頻段──進行了模擬;還不清楚政府主管機關是否會批准那些頻段,或者是有哪些所謂的公眾無線電頻段(citizen’s radio band)將會釋出。

在此同時,AT&T與其他業者正在準備LTE與5G動態共享頻譜的方法,這也是3GPP的工作項目之一。Wolter表示:「根據需求,我們不必得因為服務第一批用戶而中止某個LTE頻道的服務──如此將能為過渡時期帶來紓解;」他的團隊已經為3GPP的5G標準貢獻超過330個提案,跨越Release 15、16與17。

諸如AT&T等電信營運商,正在等待標準與主管機關的規定,以釐清他們是否需要取得新頻段的執照,或是重新利用舊頻段;而那些相關決策,使得Wolter的團隊擱置了次6GHz頻段的測試平台設定。「Verizon會在今年以預標準(pre-standard)設備提供固網無線服務,」Wolter表示:「我們決定要以預標準設備進行試驗,但在佈署服務之前會等待標準設備問世。」

此外AT&T協助了Release 16標準的開發,以支援在基地台不容易接取光纖網路的地區,利用5G做為骨幹網路。「我們已經與設備供應商合作,看來可以盡快完成實作;」不過Wolter指出,還不清楚該種方案會在AT&T的網路如何廣泛應用。

5G也導入了低延遲功能,瞄準從家用VR頭戴顯示器,到啟動無線工廠以及遠端遙控機器手臂進行外科手術等一系列即時性服務。電信營運商對於利用該功能開拓新市場抱持高度希望,但他們仍需要解決標準與實作問題;「我們在這方面付出了很多,」Wolter指出:「我們不只需要降低5G無線電的延遲,還需要降低網路本身的延遲。」

編譯:Judith Cheng

(參考原文:5G Alive and Nearly Ready at AT&T,by Rick Merritt)