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5G標準的先鋒 Part 1: 在5G毫米波中 找尋「機會之地」

on 21.05.2018
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編輯的話:

行動通訊技術標準的拍板定案,對頻譜、通信設備和終端相關規定的擬定,具有舉足輕重的影響力,有助於下世代通訊服務的順利推出。若無法確立標準,受到風險波及的層面將十分廣泛,從商業化的延宕,到各國間的無線電頻率指配問題等。早在十年前,三星率先投入超高頻的研究,當時學者們並不看好這個未授權頻段的商用前景。現在,在迎向5G時代、新標準將於今年確立之際,超高頻展現無窮的發展潛力。在二篇「5G標準的先鋒」特別報導系列中,我們將深入探討三星在引領5G標準,實現全新通訊體驗上所投注的心血。

 

從5月21日開始,世界領先的電信標準開發組織─第三代合作夥伴計畫(3GPP)將在韓國釜山召開會議,共商5G無線通訊商業化策略,完成對5G商業化至關重要的通信標準制定。三星電子對5G超高頻(mmWave)的研究可以追溯到2009年,當時前身為「數位媒體與通信(DMC)研發中心」的三星研究中心(Samsung Research)德州達拉斯分支機構,將其研發目標聚焦於6GHz以上的超高頻技術。

 

三星研究中心位於德州達拉斯的分支機構,攝於2009年。

 

三星研究中心標準研究團隊副總裁Sungho Choi表示:「我們對超高頻技術的潛力充滿信心,同時,考量到這項技術屬於未知的產業領域,我們不斷在研發上精進,獲得捷足先登的優勢。在這段時間裡,電信產業的每一份子,都埋首於籌備4G長期演進技術(LTE)的過渡,而未來走勢仍存在極大的不確定性。」

 

 

三星率先投入超高頻技術研發十年有成,

5G國際標準化終於成型

 

 

三星電子的早期努力    

 

2009年,達拉斯辦事處展開次世代電信技術的深度研究,並向三星研究中心遞交一份關於超高頻技術的提案。在這份長達300頁的報告中,應用尖端波束形成技術的超高頻技術,被視為超高速、大容量資料傳輸問題的有效解決之道。

 

但當時存在諸多不利條件,有關電信的論文和書籍的主流意見,對超高頻技術的應用普遍持懷疑態度。然而,三星發掘這項技術的未來潛力,於2011年發起一項推動研究的內部專案,並於隔年成立「次世代通訊實驗室」,加快超高頻和5G技術的開發。

 

 

歷經四年的超高頻研究,

成功展示全球第一個

速度達1Gpbs5G通訊技術成果

 

 

三星早期的耕耘,獲得了豐碩的成果。三星成功展示全球首創、傳輸速度高達1Gpbs的5G通信技術,在2013年登上各大媒體的頭版,這要歸功於三星洞獨先機,搶先在4G LTE普及的巔峰時代,耗費近4年時間投入前瞻性研究。

 

2013年,三星成功展示全球首創傳輸速率達1Gbps的5G通信技術。

 

尋找5G通訊的最佳頻段-28GHz

針對超高頻技術的研究,國際社會對於有關5G通訊理想頻段提出了迫切問題。當時,0到300GHz的國家管制頻段,已被分配用於通信、廣播、科學和軍事等用途。這項挑戰促使各國須儘可能使用相同的5G頻段,以加速5G的標準化和商業化腳步。

 

三星研究中心標準研究實驗室首席工程師Juyeon Song表示:「啟動研發之前,我們幾乎將全球所有的「頻率圖」都研究遍了。我們最終做出了結論-最適合的超高頻段是28GHz。」

 

 

0300GHz的國家管制頻段,

已被分配用於其它用途,

三星密切研究全球的「頻率圖」

 

 

獲准以超高頻作為5G候選頻段之後 三星致力開發標準

確立以28GHz作為5G最佳候選頻段之後,三星繼續投入技術的開發。但是,研究人員隨即陷入僵局:有些國家已將此頻段劃分給電信以外的其他核心產業,要說服這些國家騰出頻道資源並不容易;有些企業則表示不願在4G仍為主流的時期,急著推動5G的商業化。

 

三星研究中心標準研究實驗室首席工程師Hyoungjin Choi談到:「意識到6GHz以下的傳統頻段已趨於飽和,愈來愈多國家開始關注超高頻段。我們鎖定對5G頻段的使用及5G商業化,展現高度興趣的國家和企業,透過這些努力奠定標準化的基礎。」

 

 

經過四周的馬拉松式會議

超高頻段終於在2015年通過核可

說服國際社會「加速實現5G

 

 

2015年,在聯合國專門機構─國際電信聯盟(ITU)主辦的世界無線電通信大會(WRC)期間,韓國政府提交了一份由三星起草的提案。韓國政府所面臨的問題,是與希望將超高頻段用於電信以外服務的國家達成共識。在隨後為期四周的馬拉松式會議中,數個超高頻段終於獲准作為5G候選頻段,促成5G標準化的提前達陣。

 

自2015年WRC展開討論以來,三星即致力推動5G的標準化,扮演5G標準化的領頭羊角色,不斷努力開發與超高頻相關的技術。本系列的第二篇特別報導,將細說2016年以後三星在開發5G標準上的艱辛歷程,包括28GHz (註一)超高頻率技術。

 

在2015年世界無線電大會期間,韓國政府提出應用5G超高頻技術的提案。

 

 

註一:3GPP正在對30多個候選頻段進行標準化,範圍涵蓋600MHz的低頻段到40GHz的超高頻段。28GHz是領先的5G國家尋求優先實現5G商用化的代表性超高頻段。

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