提升网络容量/传输率 5G转向高密度小基站组网设计

小型基地台将走红5G通讯世代。5G通讯网络将一改过去高度仰赖大型基地台的布建架构，而大量使用小型基站，让电信营运商能以最具成本效益的方式弹性组网，从而提高网络密度与覆盖范围，达到比4G技术更高的传输率和网络容量。

超高分辨率视讯串流、云端服务和休闲娱乐服务的兴起，以及愈来愈多元的无线装置，包括智能型手机、平板计算机和机器间相互通讯的可编程环境，预估未来20年的数据传输量将成长一万倍。

为满足这些需求，电信解决方案供货商诺基亚网络(Nokia Networks)认为，5G将是一个可扩充又弹性的服务系统，可在关键性的时机和地点，提供接近零延迟(Zero Latency)的Gigabit体验。此外，5G因具备更高的峰值数据速度，提升「每个地方」的数据速率，延迟降为十分之一，更能让使用者享受到比4G至少高出十倍的体验质量。

在5G行动通讯时代下，预估使用案例和相关应用的种类将更为广泛，包括视讯串流、扩增实境(Augmented Reality)、不同的数据分享方式，以及各式各样的机器类型应用，如车辆安全、各种传感器和实时控制等。未来，5G在2020年导入、2030年充分运作后，还必须能弹性支持我们尚未了解、尚不知道的全新应用。 除了使用6GHz以下更多传统的无线接取频段，5G也将运用6G-100GHz之间的大量频谱，这些频段拥有不同的频道特性，因此，使用这些频谱须采用一种以上新的无线接取技术。目前虽然有业者考虑将长程演进计划(LTE)空中接口(Air-Interface)延伸到6GHz以上的频率，但事实上，我们可以针对特定的挑战，设计更简单和更有效率的空中接口。

对终端使用者来说，5G应该是通畅而无感觉的，且5G应是个单一系统，能保证一致的使用者体验；而行动网络营运商则期望能轻松、直接地部署和维运5G网络，因此在技术上，5G系统必须能紧密整合原来的系统，如LTE及其藉由单一无线接取网络(Radio Access Network, RAN)解决方案而演进的技术，这种方式不但能简化从2G到5G的管理工作，也让营运商能循序渐进导入5G。

网络和部署的弹性、空中接口的新设计，有助于抑制功耗的成长。无线链路两端装置的每位传输功耗必须大幅减少，例如，未连接装置和未满载运作的网络节点的功耗。

全方位的弹性设计，与现有技术极度紧密整合的途径，都是供货商主要的优先考虑事项。

全方位弹性设计　提升十倍使用者体验

实现网络容量增加一万倍，以及使用者体验提升十倍(即使在不利的网络条件下也能达到100Mbit/s)的主要途径如下：
‧小基站(Small Cell)大规模高密度化(Densification)
‧更多频谱
‧更高的频谱效率

全新网络思维的高密度化设计

在3G和4G的网络部署，高密度化已是明显的趋势，但5G能让我们从全新网络(Clean Slate)的方式设计一套弹性的系统，并优化基地台之间距离200公尺以下的小基站。目前的LTE网络，其小基站设计是以僵硬、大范围覆盖(Wide Area)的大型基地台(Macro Cell)为设计基础，而Clean Slate的全新网络途径，可提高小基站规模的优化和调适能力。不过，值得注意的是，除了优化小基站的超密度网络(Ultra Dense Network)环境外，5G也支持大范围覆盖的大型基地台部署，这一点更加突显了系统设计弹性的必要性。

释放新频段的需求日益高涨

到目前为止，已指配或讨论中可用于行动通讯网络的频段都在6GHz以下，主要原因是低频有利于大范围覆盖的特性。虽然我们需要更多6GHz以下的频谱，也有能提高已指派频率利用率的优越新技术，但释放新频段的需求也愈来愈高。这些从6G-100GHz的频段有助于满足5G时代的高容量和数据速率需求。

6G-100GHz频段，根据不同无线电波传播特性和不同频率范围中的载波带宽，可大致分为两大部分，厘米波(Centimeter Wave)和毫米波(Millimeter Wave)。

厘米波频率因比较接近现在使用中的频率范围，自然会是首先释放给无线接取的对象，但我们还须进一步研究才能完全了解这些频段的无线电波传播特性。在某些方面，厘米波的行为类似传统的无线通信频段(如反射和路径损耗指数)，但在某些效应上是不同的，如总路径损耗(Overall Path Loss)和绕射(Diffraction)，尤其在更高的厘米波频段更是如此。厘米波可能提供的连续带宽大约是100M-500MHz，大于先进长程演进计划(LTE-Advanced)设计使用的带宽范围，而针对2GHz优化的LTE空中接口设计，并不适合厘米波频率。