放眼5G 各家無線技術空中交火
2017-03-23 21:17:41 eettaiwan在近日于美國舉行的年度IEEE無線通訊與網路技術會議(Wireless Communications and Networking Conference，WCNC’17)上，針對各種無線技術的辯論涵蓋了行動寬頻到物聯網(IoT)應用，也透露了這些新興領域的多樣化以及競爭激烈程度。
在該場會議中有幾個新聞焦點：
一家新創公司認為5G蜂巢式通訊標準的第一階段決策是「眼光短淺」；
一家電信營運商抱怨早期蜂巢式IoT網路被濫用；
Wi-Fi支持者表示免執照頻段的LTE面臨艱苦戰斗；
有六家新創公司展示了具競爭力的無線資料網路。
新創公司Cohere Technologies副總裁Anton Monk表示，5G蜂巢式通訊規格的第一階段并沒有通盤考慮各種新技術選項，例如該公司提出的新空中介面架構：「有部份大型供應商想要讓某些東西快點完成、并在上面套個5G的名號──我們將會看到這些東西被如何廣泛佈署；」他最近才參加了在克羅埃西亞Dubrovnik舉行的3GPP標準會議。
Monk描述第一階段5G規格是：「有大規模MIMO與波束成形的LTE──除了在控制通道採用華為(Huawei)的極化碼(polar codes)，以及到處採用低密度奇偶校驗碼(LDPC)之外，沒其他真正的新技術。」
展望未來，3GPP將針對一些高性能使用情境展開研究，可望有助于第二階段的5G標準訂定，包括強化車用通訊，還有來自中興(ZTE)與其他中國廠商針對利用電源域(power domain)之非正交多工接取(NOMA)編碼、以提升頻譜效率的提案。
早期使用者涌入部份蜂巢式IoT網路
在蜂巢式IoT網路方面，根據一位Verizon的高層指出，有部份使用者涌入早期佈署的LTE Cat-M1；他是在一場展示以LTE為基礎的IoT網路藍圖，并討論5G在IoT領域所扮演之角色的座談會后發表以上看法。
Cat-M1標準支援VoLTE (Voice-over-LTE)，能實現在某些應用情境的自動緊急電話通報等功能；現在有部份使用者對例如連結智慧手表與兒童腕戴式追蹤裝置之間的音訊串流功能有需求。因此該位Verizon主管表示，儘管有一些初期Cat-M1網路尚未最佳化，仍以效率不到一般LTE網路一半的情況下運作；營運商正要求供應商提供能為使用者網路節流的替代方案。
對此Ericsson Research的資深專員Eric Wang表示：「首先，我們一點也不認為VoLTE (對IoT應用來說)很重要，但現在大家都在問這個功能。」
3GPP定義了到2019年的蜂巢式IoT發展藍圖
上面LTE蜂巢式IoT網路發展藍圖，顯示了將在接下來兩年出現的數個新功能；不過高通(Qualcomm)首席工程師Hau Xu表示，那些新功能的成本不會降到比目前高階Cat-M1與低階NB-IoT規格技術的水準更低。
明年將公佈的所謂Release 14版本規格，主要將添加對位置資料以及多點傳送(multicasting)的支援，好讓空中傳輸(over-the-air)升級更有效率。Xu指出：「我們才剛開始訂定Release 15，」不過功能集是固定的；在那之外：「人們正在針對更大的改變(Release 16~17)提案…內容包括NOMA或是網狀網路(mesh networking)。」
在5G領域，供應商們目前是意見分歧，有人呼吁對目前并行的高/低階4G標準提供漸進式的強化，其他人則想要更純粹、革命性設計的單一規格；而與會專家認為，一般來說，5G IoT網路可能會嘗試實現節點單價1美元、10年電池壽命，以及每個蜂巢式基地臺支援數百萬裝置的目標。
Ericsson的Wang指出，5G可能會把蜂巢式IoT帶到免執照以及毫米波頻段，而因此催生新的使用情境。
今日蜂巢式IoT的升級，不會改變目前的成本動態
至于已經準備好在免執照頻段使用的LTE，似乎還沒準備好成為消費性服務…
現在已併入高通(Qualcomm)旗下的Atheros前任執行長Craig Barratt在年度IEEE無線通訊與網路技術會議(Wireless Communications and Networking Conference，WCNC’17)上表示，LTE已經準備好應用于免執照頻段，但還沒準備好成為消費性服務，而且可能為蜂巢式通訊營運商帶來「不公平的優勢」。
Barratt指出，在先聽后送(listen-before-talk)的模式下，LTE能支援降階(fallback)的蜂巢式通訊服務，而這正是Wi-Fi技術缺乏的；舊有的Wi-Fi網路不支援先聽后送，兩種網路的佔空比(duty cycles)不同，使得在5GHz頻段進行簡單的分時(time-sharing)變得困難：「我的顧慮是，供應商們的利益不一定符合消費者的需求。」
此外他也表示，LTE缺乏內建認證(built-in authentication)以及其他Wi-Fi使用者期望的類乙太網路服務；一般來說，蜂巢式網路支援更長通訊距離、更廣覆蓋范圍，但Wi-Fi能達到更高的峰值速率，以及較低的每bps成本。
因此Barratt呼吁能促成在蜂巢式網路以及Wi-Fi網路切換之間更「無縫」的使用體驗，這將會對于在兩種網路之間達到完整會議行動性(session mobility)服務有幫助，但并沒有能提供支援的商業模式；他表示，Wi-Fi也需要在現有頻段與未來毫米波頻段之間移動得更順暢體驗。
在此同時，Wi-Fi陣營的目標是能在電信營運商的服務中佔有一席之地；無線解決方案供應商Mimosa執行長Brian Hinman就提到以Wi-Fi取代DSL，做為蜂巢式網路營運商「最后一哩」解決方案的觀點。家用無線網路方案供應商AirTies的執行長Metin Taskin則表示，他已經看到至少8家營運商對支援全戶Wi-Fi的設備有需求，而該公司可提供網狀網路方案。
各家新創公司爭相投入無線寬頻領域
在WCNC’17上至少有5家新創公司展示了無線寬頻專有技術。Artemis創辦人暨執行長Steve Perlman展示了一款迷你版的pCell設計，能應用于Gigabit乙太網路或是光纖電纜；該技術是在兩年前問世，原本裝置外觀尺寸較大，採用的獨特方案能大幅提升網路容量。
Perlman表示，該公司開發了一種能繞過政治問題的方法，讓電纜不需要取得額外的許可：「在過去兩年，有太多FCC與相鄰網路測試…因此我們盡可能把它打造成可以商業佈署。」
迷你版的pCell採用與Google預期會在美國舊金山率先佈署的家用裝置Webpass相同之10mm2尺寸FPGA；該家用裝置採用9支天線從一種在600MHz頻段運作的服務聚合100Mbps之容量，Perlman預期諾基亞(Nokia)與蜂巢式裝置經銷商會採用該技術。
Artemis創辦人展示迷你版pCell裝置
另一家新創公司Cambridge Communication Systems則展示了一種咖啡壺大小的固定式無線(fixed-wireless)系統，可在24~29GHz頻段提供500公尺傳輸距離、1.2 Gbits/s速率的無線連網，該系統採用Kintex FPGA以及雙核心ARM處理器，能自動偵測并補償本地干擾，安裝容易。
Tarana Wireless則展示了在3.6GHz與5.8GHz頻段運作的固定式無線系統，在裝置兩端都採用16支天線，能以FPGA上的專屬通訊協議，處理非視距(non-line-of-sight)通訊情況以及在超過1公里的距離提供200Mbps的傳輸速率。
Blue Danube將96支天線放進一個LTE基地臺，支援波束成形且不需要遠端無線電頭端(remote radio head)；該系統目前正在亞洲與歐洲進行現場測試，號稱能提供更大的吞吐量以及訊號品質，而價格則與現有的蜂巢式天線相同。
Phazr這家新創公司採用了一種獨特方法，更改了一款來自硅谷公司的Wi-Fi ASIC用途，打造出低成本的固定式無線系統；該系統號稱可在視距內1公里、非視距200~800公尺的距離，達到30 Gbits/s資料傳輸速率，採用24GHz~40GHz頻段。
該系統基地臺內含384支天線，客戶端裝置則採用64支；有一家英國服務供應商在2月份測試了該系統，美國業者CableLabs將在4月于總部對該系統進行為期兩周的現場測試。
Phazr 執行長Farooq Khan展示其客戶端裝置
還有兩家新創晶片設計公司──其中Maja開發支援60GHz~80GHz頻段的固定式無線收發器單晶片，以及內含天線陣列的開發板，可在200公尺距離提供3.5 Gbits/s速率；該晶片以Globalfoundries與意法半導體(STMicroelectronics)的65奈米與40奈米製程生產，預期能搭配工業攝影機與機器手臂應用。
5Gq6H.jpg" alt="20170323_wireless_NT02P3" style="box-sizing: border-box; border: 1px solid rgb(233, 233, 233); vertical-align: middle; display: block; margin: 1.97em auto 0.97em; max-width: 93.75%; color: rgb(74, 74, 74); font-family: 'Helvetica Neue', Helvetica, Arial, 'PingFang SC', STHeitiSC-Light, 'Heiti SC', 'Microsoft YaHei', '\5FAE軟雅黑體', sans-serif; font-size: 16px; letter-spacing: 0.64px; line-height: 27.2px; text-align: justify;">
Maja的60GHz~80GHz頻段無線單晶片。
另一家公司NanoSemi的IP與演算法，則能支援數位預失真(pre-distortion)以及風質因數衰減(crest factor reduction)，號稱在功率放大器還有其他蜂巢式/Wi-Fi網路訊號鏈元件能達到20~30dB的改善；Lightport已經採用該技術推出了一臺測試儀。
歡迎點擊閱讀原文
