(左) 韓國三星資深副總裁暨技術策略團隊負責人June Hee Lee博士、(右) 韓國三星資深副總裁暨旗艦R&D團隊負責人Won Joon Choi博士

 
從智慧型手機到行動晶片組、再到網路解決方案，三星積極扮演行動產業的領頭羊角色，至今已逾35年的光景。過去十年來，三星不斷突破技術疆界，實現更多可能性，為第一個端對端5G解決方案的發展鋪路。
 
憑藉這樣的開創精神，三星領先業界推出突破性、以消費者為導向的5G體驗，包括三星首款商用5G智慧型手機Galaxy S10 5G，該款手機於四月在韓國正式推出，並準備於全球各地上市。
 
不過，5G到底有何能奈？為何5G如此重要？現今的消費者如何體驗5G？為了實現5G的商業化應用，三星又克服了哪些挑戰？
 
三星的二位重量級人物－資深副總裁暨旗艦R&D團隊負責人Won Joon Choi博士，以及資深副總裁暨技術策略團隊負責人June Hee Lee博士，是引領5G-reday軟硬體開發的靈魂掌舵者，近日向外界分享有關5G開發和技術領導的幕後故事。
 

突破疆界

5G技術將徹底巔覆數據網路的可能性，與4G的問世如出一轍，為人們開啟了前所未有的可能性。4G讓人們將互聯網裝入口袋，開啟了行動商務和娛樂的新紀元。相較於LTE技術，5G頻寬的飇網速度和低延遲，為人們帶來的不僅只是行動優勢。Choi解釋：「一旦5G服務完成佈署，其功能將不僅限於智慧型手機受惠；屆時萬物相聯、自駕車、智慧工廠與醫療領域的智慧機器人等，將逐一從概念化為現實。Lee補充：「視訊會議將不再是平面的2D，而是立體的3D形態。此外，以現有的行動數據在智慧型手機上串流360度影片，這是目前無法想像的畫面，但隨著5G時代的到來，這將成為唾手可得的現實」。不過，實現這樣的目標，並非一項容易的任務。
 
為了實現5G頻寬，網路基礎設施生態系統的各個環節，從天線模型到裝置晶片組，都必須重新進行配置，使其與現有的頻寬範圍相互區隔。Lee在受訪時談到：「三星是5G市場的開路先鋒，從研究、技術到制定國際標準，一路引領業界朝目標邁進。這股動力來自於三星所秉持的理念，亦即當產業面臨轉型之際，無論前方的挑戰有多艱鉅，三星都肩負起披荊斬棘，為產業技術開路的使命。」
 

 

領跑5G應具備的實力

端對端解決方案的建構，是三星開發全球5G網路的關鍵。從一開始，三星即透過獨樹一格的方式，逐步壯大自我實力，不僅在5G裝置的製造上，亦為打造完善的生態圈而建立必要的夥伴關係，涵蓋晶片組、基礎設施供應商及內容與服務提供商。Choi解釋：「5G開發的最初任務，在於確立5G的核心技術及取得之道－在初期階段，我們率先與晶片供應商等眾多夥伴展開合作。透過這些努力，三星奠定了其在5G開發上的領導地位。」
 
早在十年以前，三星即在探索階段累積實力，因而在接下來的每一個5G開發新階段，三星都能躋身先鋒陣營。5G所運作的頻率範圍mmWave和Sub-6GHz，需要對設備的軟硬體進行大刀濶斧的創新，包括5G數據機晶片、5G RF晶片、RF前端組件和5G接收器。2013年，三星成功完成5G概念驗證(POC)；兩年後，三星以超前的進度實現pre-5G技術，為未來發展開闢一條康莊大道-包括推出支援3GPP和國際標準的5G智慧型手機。
 
三星之所以位居5G技術的領導者，乃因在研發過程中，致力整合所有的元素，不僅限於行動技術層面，亦涵蓋全球網路規模。Choi強調：「5G新無線電標準規範於2017年底獲得批准，三星在該國際標準的制定上，再度扮演主導者的角色；此外，三星參與制定3G過渡到LTE的國際網路標準，除了網路基礎設施外，在面向消費者的技術層面上，三星亦具有豐富的實戰經驗。這意味著，三星已做好引領5G發展的萬全準備。」
 
了解全球5G網路基礎設施的全面營運，必須採用循序漸進的方式、並非一蹴可及，因此在LTE-5G過渡期，三星透過Non-Stand-Alone (NSA)網路的標準化，確保目前的服務受到最低的網路干擾。Choi說明：「目前的5G服務，利用穩定的LTE網路來傳輸重要信息，例如控制和信息細節，包括LTE到5G的切換，同時使用5G來進行數據傳輸。Galaxy S10 5G的軟硬體經過精心設計，可以在整個切換過程中使用NSA網路。此外，在這段過渡期間，難免會出現前所未見的問題。我們十分重視消費者的意見回饋，透過我們與合作夥伴的密切協調，未來隨著基礎設施的逐步完善，消費者的5G體驗亦將漸入佳境。」
 

專為5G時代而打造的裝置

為確保首款5G手機仍具有直觀易用的特性，符合消費者對Galaxy系列的期望，三星在硬體上帶來一項重大的突破。Choi解釋：「由於5G手機必須全面支援LTE既有硬體，因此為了容納5G專用元件，例如5G數據機晶片和5G RF晶片，勢必得加裝其他的構件。若一昧地將它們加裝至手機，那麼手機將變成龐然大物。因此我們另尋他法，針對這些額外組件的安裝方法與位置，我們發揮匠心獨具的巧思，使Galaxy系列保有簡約的流線型設計。即使加裝了必要的額外組件，Galaxy S10 5G仍具有纖薄的機身，以及俐落的線條。
 

 
然而，這並非Galaxy S10 5G必須克服的唯一障礙；由於5G網路需要傳輸大量的數據，因此十分耗電。為解決這個難題，我們搭載最新的均溫板散熱技術，它採用全新的AI軟體，能根據用戶的手機使用模式而自動優化電池、CPU、RAM，甚至於裝置的溫度。此外，這款軟體還會依據使用者的個人習慣而不斷學習。」
 
在Galaxy S10 5G的設計上，三星所面臨的最高難度挑戰，是開發支援5G頻寬的技術，使其能夠在更高的頻率上運作。Choi解釋：「過去的行動裝置並不支援高頻譜。從硬體的角度來看，若要為此提出解決方案，必須耗費多年的研發心血，以解決因物體阻擋、或路徑中的障礙物，所引起的信號微弱問題，尤其是金屬障礙物。在軟體方面，三星致力提供無縫的客戶體驗。Lee談到：「我們的解決方案，奠基於過去累積的豐富經驗和專業技能。我們與消費者的長期互動，讓我們深入洞察消費者的手機使用習慣和握持方式，開發出能使裝置與5G信號保持連結的軟體。」
 

 

5G聯網的新未來

三星在5G領域的卓著建樹，不僅將改變消費者的行動數據體驗，亦將為未來的聯網生活，帶來激勵人心的正面影響，對於搭載人工智慧(AI)和物聯網(IoT)技術的裝置，在優化操作性和連結性上，5G亦將發揮重大的作用。Lee肯定地表示：「5G世界將為未來的技術領域，帶來無限的發展潛力，包括實現智慧工廠和智慧城市。」
 
Choi指出：「在4G時代，速度是唯一的重大變革，但5G截然不同。我們將5G技術視為一項關鍵的基礎技術，實現真正令人耳目一新、非行動專屬的寬頻市場。」
 

 
由於傳輸速度比LTE高出20倍，5G不僅提供eMBB (增強型行動寬頻)，其URLLC(超可靠低延遲通信)還能將數據的兩地傳輸時間縮至最短，mMTC (大規模機器通信)則為智慧工廠和供應鏈的發展奠定基礎。 Choi解釋：「5G技術能低延遲、超可靠地傳輸資訊，對智慧車輛的安全功能、智慧工廠的穩定性，以及醫療用途智慧機器人的準確性至關重要；就本質而言，它是未來技術賴以實現的關鍵。」
 
Lee補充道：「在5G技術的加持下，網路的絕對頻寬獲得大幅提升。以聯網汽車為例，數據需要快速地傳輸給駕駛員。若車輛以時速100公里的速度行駛，只要短短0.1秒的延遲，就可能產生3公尺的誤差。此外，在智慧城市方面，因連結能力的大幅進化，5G帶來了另一項重要的優勢。理論上，5G網路的吞吐量是LTE的十倍之多。」
 
綜上所述，5G對於行動以外的產業至關重要，它帶來了遍及全球的衍生影響。三星在開發解決方案之初，即已將這點列入考量中，以先鋒者之姿掀起5G革命。

約有1,500位標準領域專家與會，包括三星、高通等晶片、手機和設備供應商，以及Verizon、AT&T、NTT DoCoMo、KT和SK Telecom等重量級行動業者，以完成5G第一階段標準的制定。

三星研究中心執行副總裁Seunghwan Cho表示：「第一階段5G標準，包含三星創新技術在內，將於本次3GPP大會上完成。這將促成5G通訊商業化的完成，成為即將到來的第四次工業革命的核心基礎設施。」

在會議上，投入5G無線技術開發的所有工作團隊（RAN工作團隊1至5）齊聚一堂，以確認5G商業化的最終技術。其中包括提供超高速資料和超低延遲的5G無線接入技術，及應用於5G終端的一致性測試方法。

特別是三星所主持的RAN4工作團隊，將針對5G終端和包括3.5GHz和28GHz頻段在內的基地台，確立相關的無線電性能要求。在韓國、美國和日本正式邁向5G商業化之際，這項要求將揭露對5G頻段部署至為關鍵的無線電規則。

去年12月，3GPP首次批准了非獨立5G(NSA)標準，該項標準以現有4G LTE作為連接5G的支撐點。隨著獨立5G（SA）標準將在本次釜山會議上完成，5G第1階段標準將於下個月在美召開的3GPP全體會議上正式通過。

三星在5G的技術開發、標準制定和專利領域上，一直扮演業界先鋒的角色。截至本月為止，在歐洲電信標準化組織(ETSI)申報5G標準專利的3GPP成員公司名單中，三星以1,254項專利名列第一。

三星於2012年開始投入5G領域的研究。2015年，領先全球在基於超高頻(mmWave)頻段的基地台之間，首次成功展示5G行動技術；2017年，更成功在時速200公里的車輛上完成5G通訊，並在子彈列車上破天荒示範8K影片的下載，以及4K高清影片的上傳。

三星以領先業界的5G技術、標準制定以及涵蓋各領域的技術示範，於今年1月份與Verizon簽署5G固定無線接入(FWA)商業協議。2018年2月，5G無線接合單元和戶外用戶端設備(CPE)，在全球搶先取得美國州際通訊主管機關－聯邦通信委員會(FCC)的許可，其5G家用路由器(室內CPE)亦在本月取得該機關許可。

在2018年5月21日於釜山舉行的3GPP 5G工作組會議(RAN1)上，三星研究中心標準研究團隊首席工程師Younsun Kim (中)致辭歡迎此次會議的參加者。

※ 背景資料

第三代合作夥伴計劃（3GPP）：
目前正在開發5G通訊標準技術的組織。企業會員超過550家。該組織共有16個工作團隊，負責制定終端、基地台和系統的標準規範。
LTE和5G比較（ITU-R, 2017.02）

3GPP組織架構

3個TSG（技術指導小組）和16個工作團隊

三星在3GPP的領導席位