5G標準持續(xù)演進

開展新形態(tài)應用

5G網(wǎng)絡(luò)正在全球各地如火如荼地推展中，但其技術(shù)標準仍在持續(xù)演進，以支持更多不同型態(tài)的應用模式，像是遠程醫(yī)療、自動駕駛等應用，都有賴于具備高帶寬、低延遲的5G網(wǎng)絡(luò)來實現(xiàn)。本文將為您介紹5G網(wǎng)絡(luò)的最新發(fā)展，以及ADI、Murata、Molex、onsemi等供應商的解決方案。

高數(shù)據(jù)速率、低延遲的5G網(wǎng)絡(luò)

5G的全稱為第五代行動通信技術(shù)（5th generation mobile networks），是由3GPP組織所定義的最新一代行動通信技術(shù)，為4G（LTE-A、WiMAX-A、LTE）系統(tǒng)后續(xù)的演進。5G的效能目標是高數(shù)據(jù)速率、減少延遲、節(jié)省能源、降低成本、提高系統(tǒng)容量和大規(guī)模設(shè)備連接。

5G標準是從3GPP第15版（2018年第2季度）引入的，目前已經(jīng)演進到最新的第17版（2022年第3季度）。5G早期專注于eMBB、URLLC和mMTC應用領(lǐng)域，到現(xiàn)在5G也轉(zhuǎn)向多元化的實際應用，如RedCap或NR lite、NTN衛(wèi)星和機載設(shè)備。3GPP預計2025年左右商用3GPP第18版18（5G - Advanced）標準，預計實現(xiàn)提供20Gbps的下行速率與10Gbps的上行速率。

跟前幾代技術(shù)類似，5G網(wǎng)絡(luò)屬于蜂巢網(wǎng)，它將服務地區(qū)根據(jù)地理位置分成一個個更小的蜂巢。蜂巢里的5G無線設(shè)備使用無線電波，通過蜂巢里的本地天線來連接互聯(lián)網(wǎng)和電話網(wǎng)。

5G除了為手機或平板提供更大的帶寬以滿足連接上網(wǎng)需求，也將因應智能家庭、智能城市或是智能工廠等服務的推行，整合現(xiàn)有用戶導向無線網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，提供大量量測儀器設(shè)備與各類附屬傳感器產(chǎn)品通過5G連接上網(wǎng)。

新標準與新技術(shù)滿足不同應用的需求

當前的5G網(wǎng)絡(luò)發(fā)展，有幾項最重要的應用技術(shù)，包括eMBB、URLLC和mMTC、NTN、RedCap。eMBB全稱為增強型行動寬帶通信（Enhanced Mobile Broadband），主要針對具有高用戶密度的區(qū)域，其對于移動性的需求較低，但會需要非常高的數(shù)據(jù)傳輸量，因此這類用戶的數(shù)據(jù)傳輸率比廣域覆蓋的用戶還高。

URLLC則是超可靠度和低延遲通信（Ultra-reliable and Low Latency Communications）的縮寫，此種應用對于數(shù)據(jù)傳輸量，時延和可靠性的要求非常嚴格。例如工業(yè)自動化制造或生產(chǎn)過程的無線控制、遠程醫(yī)療手術(shù)、智能電網(wǎng)配電自動化、運輸安全、無人駕駛等，需要高可靠度（錯誤率低于10-5）且低時間延遲（低于1毫秒）的通信應用。

mMTC則是大規(guī)模機器型通信（Massive Machine Type Communications）的縮寫，該應用的特征在于連接大量設(shè)備，約每平方公里內(nèi)有100萬個設(shè)備的設(shè)備間通信需求，其發(fā)送數(shù)據(jù)量較低且對于傳輸數(shù)據(jù)延遲有較低需求。此外，此設(shè)備須具有非常低的制造成本，且須有很長的電池壽命。

NTN則是指非地面網(wǎng)絡(luò)（Non-Terrestrial Networks），用以支持衛(wèi)星接入功能，為了讓5G提供無處不在的連接，使它也能夠在非陸地區(qū)域提供網(wǎng)絡(luò)覆蓋，如海上和無地面蜂巢式網(wǎng)絡(luò)覆蓋的偏遠地區(qū)，用于擴大關(guān)鍵用例的網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍，如全球資產(chǎn)追蹤（例如海上集裝箱或蜂巢式網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍之外的其它終端）。

RedCap（Reduced Capability）則是3GPP在5G R17階段，專門立項研究的一種新技術(shù)標準，它此前的名字就是NR light（NR lite），就是一種輕量級的5G網(wǎng)絡(luò)。RedCap支持三大業(yè)務場景，分別是可穿戴設(shè)備、工業(yè)傳感器和視頻監(jiān)控。根據(jù)預測，RedCap的模塊價格將遠低于目前的5G模塊，但是會比NB-IoT模塊高。

提供客戶完整的5G應用產(chǎn)品與專業(yè)知識

針對5G應用，眾多電子零件供應商也推出多種產(chǎn)品來加以因應。以ADI為例，它推出了支持24 GHz至48.2 GHz的5G毫米波射頻前端IC，通過在提供高集成度的同時優(yōu)化功耗、帶寬和性能，打破了窄帶供應商模式。此外，結(jié)合ADI深厚的射頻行業(yè)專業(yè)知識和豐富的射頻產(chǎn)品，可幫助客戶開啟整個無線頻譜范圍，以及隨之而來的極低延遲通信發(fā)展機遇。

另一方面，ADI 也推出 RadioVerse 技術(shù)和設(shè)計生態(tài)系統(tǒng)，集成了收發(fā)器技術(shù)、可靠的開發(fā)環(huán)境，以及特定市場的技術(shù)專業(yè)知識，這些都促使新射頻設(shè)計由概念快速變成現(xiàn)實。若您對更多 ADI 的 5G 解決方案有興趣，請參考以下網(wǎng)站：https://www.analog.com/en/applications/technology/5g.html。

Murata也針對5G生態(tài)系統(tǒng)擴展毫米波、熱管理、優(yōu)化器件面積和延長電池壽命等元器件級方面的布署。像是陶瓷電容器（適用于射頻電路設(shè)計中的低ESR）、用于緊湊尺寸設(shè)計的小尺寸電感器、用于復雜EMI問題的鐵氧體磁珠解決方案，以及SAW濾波器可適用于衛(wèi)星應用中的新無線電波段。

此外，Murata 也針對 5G 應用的微型化、低延遲、電池壽命、溫度管理、移動性、5G 區(qū)域網(wǎng)絡(luò)、關(guān)鍵任務系統(tǒng)、海量物聯(lián)網(wǎng)、eMBB、組件技術(shù)都有專業(yè)的解決方案。請參考 Murata 的網(wǎng)站以獲得更多 5G 解決方案的信息：https://article.murata.com/en-us/series/5g-technology。

產(chǎn)品與射頻制造知識加速系統(tǒng)開發(fā)速度

Molex多年與移動設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施、汽車連接、射頻和其他市場領(lǐng)先企業(yè)的合作經(jīng)驗，可幫助客戶抓住5G機遇并克服障礙。Molex可提供產(chǎn)品和射頻系統(tǒng)制造專業(yè)知識，使設(shè)計人員能夠創(chuàng)建適合大規(guī)模生產(chǎn)的5G產(chǎn)品。將5G功能設(shè)計到設(shè)備中，不僅涉及選擇最合適的5G組件，還需要熟練地正確整合敏感的射頻天線和連接器。

Molex 的射頻團隊在 5G 研發(fā)方面投入了大量資金，專注于新設(shè)計，利用最先進的制造設(shè)備和技術(shù)，并使用新的更高頻率的射頻測試室來推進制造。Molex 還與設(shè)備制造商合作并提供支持，幫助他們將 5G 天線和相關(guān)組件集成到他們的下一代產(chǎn)品中。請參考以下網(wǎng)址，以獲得更多關(guān)于 Molex 在 5G 解決方案上的信息：https://www.molex.com/molex/industry/5g_technology/5g。

5G將賦能世界以許多新的方式聯(lián)接和分享新的體驗，安森美（onsemi）提供了龐大的產(chǎn)品陣容和創(chuàng)新技術(shù)，持續(xù)幫助客戶找到解決方案，推動設(shè)計的開發(fā)速度。安森美的產(chǎn)品相當廣泛，包括應用于電源管理的DC-DC電源轉(zhuǎn)換、AC-DC電源轉(zhuǎn)換、MOSFET、門極驅(qū)動器、整流器、低壓降穩(wěn)壓器（LDO），以及用于無線聯(lián)接的WiFi方案、無線射頻收發(fā)器、EEPROM存儲器等，將可滿足客戶在5G產(chǎn)品設(shè)計上的各種需求。

此外，安森美也有各種規(guī)格的 CMOS 圖像傳感器，像是 AR1335 便非常適合 5G eMBB 應用，例如可進行強大的 4K 串流、一千萬圖素的圖像拍攝，可用于監(jiān)控世界上的各個角落。關(guān)于安森美更多的產(chǎn)品信息，請參考以下的網(wǎng)址：https://www.onsemi.com/products/5g-enterprise。

結(jié)語

5G網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)成為當前推動物聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)4.0、自動駕駛等應用的關(guān)鍵技術(shù)，隨著世界各國積極布建5G網(wǎng)絡(luò)，無論是企業(yè)還是個人都對5G應用相關(guān)解決方案與服務的需求日益殷切，市場發(fā)展?jié)摿O為驚人。本文僅能概括性的介紹幾家5G解決方案供應商的產(chǎn)品，有興趣深入了解更多產(chǎn)品的讀者，歡迎到各家廠商的網(wǎng)站上了解更多的信息，或直接與艾睿電子聯(lián)絡(luò)以獲得最全面的服務。