5G标准持续演进开展新形态应用

5G标准持续演进

开展新形态应用

5G网络正在全球各地如火如荼地推展中，但其技术标准仍在持续演进，以支持更多不同型态的应用模式，像是远程医疗、自动驾驶等应用，都有赖于具备高带宽、低延迟的5G网络来实现。本文将为您介绍5G网络的最新发展，以及ADI、Murata、Molex、onsemi等供应商的解决方案。

高数据速率、低延迟的5G网络

5G的全称为第五代行动通信技术（5th generation mobile networks），是由3GPP组织所定义的最新一代行动通信技术，为4G（LTE-A、WiMAX-A、LTE）系统后续的演进。5G的效能目标是高数据速率、减少延迟、节省能源、降低成本、提高系统容量和大规模设备连接。

5G标准是从3GPP第15版（2018年第2季度）引入的，目前已经演进到最新的第17版（2022年第3季度）。5G早期专注于eMBB、URLLC和mMTC应用领域，到现在5G也转向多元化的实际应用，如RedCap或NR lite、NTN卫星和机载设备。3GPP预计2025年左右商用3GPP第18版18（5G - Advanced）标准，预计实现提供20Gbps的下行速率与10Gbps的上行速率。

跟前几代技术类似，5G网络属于蜂巢网，它将服务地区根据地理位置分成一个个更小的蜂巢。蜂巢里的5G无线设备使用无线电波，通过蜂巢里的本地天线来连接互联网和电话网。

5G除了为手机或平板提供更大的带宽以满足连接上网需求，也将因应智能家庭、智能城市或是智能工厂等服务的推行，整合现有用户导向无线网络架构，提供大量量测仪器设备与各类附属传感器产品通过5G连接上网。

新标准与新技术满足不同应用的需求

当前的5G网络发展，有几项最重要的应用技术，包括eMBB、URLLC和mMTC、NTN、RedCap。eMBB全称为增强型行动宽带通信（Enhanced Mobile Broadband），主要针对具有高用户密度的区域，其对于移动性的需求较低，但会需要非常高的数据传输量，因此这类用户的数据传输率比广域覆盖的用户还高。

URLLC则是超可靠度和低延迟通信（Ultra-reliable and Low Latency Communications）的缩写，此种应用对于数据传输量，时延和可靠性的要求非常严格。例如工业自动化制造或生产过程的无线控制、远程医疗手术、智能电网配电自动化、运输安全、无人驾驶等，需要高可靠度（错误率低于10-5）且低时间延迟（低于1毫秒）的通信应用。

mMTC则是大规模机器型通信（Massive Machine Type Communications）的缩写，该应用的特征在于连接大量设备，约每平方公里内有100万个设备的设备间通信需求，其发送数据量较低且对于传输数据延迟有较低需求。此外，此设备须具有非常低的制造成本，且须有很长的电池寿命。

NTN则是指非地面网络（Non-Terrestrial Networks），用以支持卫星接入功能，为了让5G提供无处不在的连接，使它也能够在非陆地区域提供网络覆盖，如海上和无地面蜂巢式网络覆盖的偏远地区，用于扩大关键用例的网络覆盖范围，如全球资产追踪（例如海上集装箱或蜂巢式网络覆盖范围之外的其它终端）。

RedCap（Reduced Capability）则是3GPP在5G R17阶段，专门立项研究的一种新技术标准，它此前的名字就是NR light（NR lite），就是一种轻量级的5G网络。RedCap支持三大业务场景，分别是可穿戴设备、工业传感器和视频监控。根据预测，RedCap的模块价格将远低于目前的5G模块，但是会比NB-IoT模块高。

提供客户完整的5G应用产品与专业知识

针对5G应用，众多电子零件供应商也推出多种产品来加以因应。以ADI为例，它推出了支持24 GHz至48.2 GHz的5G毫米波射频前端IC，通过在提供高集成度的同时优化功耗、带宽和性能，打破了窄带供应商模式。此外，结合ADI深厚的射频行业专业知识和丰富的射频产品，可帮助客户开启整个无线频谱范围，以及随之而来的极低延迟通信发展机遇。

另一方面，ADI 也推出 RadioVerse 技术和设计生态系统，集成了收发器技术、可靠的开发环境，以及特定市场的技术专业知识，这些都促使新射频设计由概念快速变成现实。若您对更多 ADI 的 5G 解决方案有兴趣，请参考以下网站：https://www.analog.com/en/applications/technology/5g.html。

Murata也针对5G生态系统扩展毫米波、热管理、优化器件面积和延长电池寿命等元器件级方面的布署。像是陶瓷电容器（适用于射频电路设计中的低ESR）、用于紧凑尺寸设计的小尺寸电感器、用于复杂EMI问题的铁氧体磁珠解决方案，以及SAW滤波器可适用于卫星应用中的新无线电波段。

此外，Murata 也针对 5G 应用的微型化、低延迟、电池寿命、温度管理、移动性、5G 区域网络、关键任务系统、海量物联网、eMBB、组件技术都有专业的解决方案。请参考 Murata 的网站以获得更多 5G 解决方案的信息：https://article.murata.com/en-us/series/5g-technology。

产品与射频制造知识加速系统开发速度

Molex多年与移动设备、网络基础设施、汽车连接、射频和其他市场领先企业的合作经验，可帮助客户抓住5G机遇并克服障碍。Molex可提供产品和射频系统制造专业知识，使设计人员能够创建适合大规模生产的5G产品。将5G功能设计到设备中，不仅涉及选择最合适的5G组件，还需要熟练地正确整合敏感的射频天线和连接器。

Molex 的射频团队在 5G 研发方面投入了大量资金，专注于新设计，利用最先进的制造设备和技术，并使用新的更高频率的射频测试室来推进制造。Molex 还与设备制造商合作并提供支持，帮助他们将 5G 天线和相关组件集成到他们的下一代产品中。请参考以下网址，以获得更多关于 Molex 在 5G 解决方案上的信息：https://www.molex.com/molex/industry/5g_technology/5g。

5G将赋能世界以许多新的方式联接和分享新的体验，安森美（onsemi）提供了庞大的产品阵容和创新技术，持续帮助客户找到解决方案，推动设计的开发速度。安森美的产品相当广泛，包括应用于电源管理的DC-DC电源转换、AC-DC电源转换、MOSFET、门极驱动器、整流器、低压降稳压器（LDO），以及用于无线联接的WiFi方案、无线射频收发器、EEPROM存储器等，将可满足客户在5G产品设计上的各种需求。

此外，安森美也有各种规格的 CMOS 图像传感器，像是 AR1335 便非常适合 5G eMBB 应用，例如可进行强大的 4K 串流、一千万图素的图像拍摄，可用于监控世界上的各个角落。关于安森美更多的产品信息，请参考以下的网址：https://www.onsemi.com/products/5g-enterprise。

结语

5G网络已经成为当前推动物联网、工业4.0、自动驾驶等应用的关键技术，随着世界各国积极布建5G网络，无论是企业还是个人都对5G应用相关解决方案与服务的需求日益殷切，市场发展潜力极为惊人。本文仅能概括性的介绍几家5G解决方案供应商的产品，有兴趣深入了解更多产品的读者，欢迎到各家厂商的网站上了解更多的信息，或直接与艾睿电子联络以获得最全面的服务。