5G將為全球通訊產(chǎn)業(yè)帶來(lái)嶄新的發(fā)展契機(jī)。為搶占5G市場(chǎng)先機(jī)，國(guó)際電信聯(lián)盟(ITU)、3GPP皆已投入5G標(biāo)準(zhǔn)先期制定，而歐盟、北美、中國(guó)大陸、日本、韓國(guó)及臺(tái)灣的通訊標(biāo)準(zhǔn)管理機(jī)構(gòu)也正馬不停蹄擬定相關(guān)研究計(jì)畫(huà)，在在促進(jìn)5G行動(dòng)寬頻革命浪潮升溫。

　　第四代(4G)行動(dòng)通訊系統(tǒng)的建置與應(yīng)用，從2009年瑞典運(yùn)營(yíng)商TeliaSonera推出全球第一個(gè)長(zhǎng)程演進(jìn)計(jì)畫(huà)(LTE)上網(wǎng)服務(wù)，至今大約五年，但較普遍性使用，還是過(guò)去兩年的事；而臺(tái)灣也才在2014年中進(jìn)入4G LTE時(shí)代。4G LTE系統(tǒng)擁有相當(dāng)優(yōu)異的通訊能力，一般預(yù)期此4G系統(tǒng)將可滿足人類(lèi)在2020年前，行動(dòng)上網(wǎng)快速成長(zhǎng)需求。

　　行動(dòng)上網(wǎng)需求主要是蘋(píng)果電腦在2007年底推出iPhone智慧型手機(jī)，建立App應(yīng)用軟體下載機(jī)制之后，才帶動(dòng)全面性、鋪天蓋地的行動(dòng)上網(wǎng)應(yīng)用。經(jīng)過(guò)幾年來(lái)迅速發(fā)展，行動(dòng)上網(wǎng)應(yīng)用已經(jīng)從資訊交換、娛樂(lè)活動(dòng)，逐漸擴(kuò)充至購(gòu)物、社交、交通、教育、居家生活安全、環(huán)保、醫(yī)療照護(hù)等日常生活活動(dòng)，且成長(zhǎng)趨勢(shì)似無(wú)停歇，且日甚一日。一般預(yù)測(cè)，在2020年之后，目前的4G系統(tǒng)將逐漸無(wú)法支撐此快速成長(zhǎng)需求，這也是通訊產(chǎn)業(yè)界在過(guò)去兩三年開(kāi)始探討第五代行動(dòng)通訊系統(tǒng)(5G)，并將其商用化目標(biāo)設(shè)定在2020年的最主要原因。圖1、2顯示一些現(xiàn)在與未來(lái)，行動(dòng)上網(wǎng)的發(fā)展趨勢(shì)，以及對(duì)人們?nèi)粘Ｉ�活的影響，這些現(xiàn)象都是驅(qū)動(dòng)5G發(fā)展的原動(dòng)力。

　　圖1　行動(dòng)通訊產(chǎn)業(yè)未來(lái)的應(yīng)用發(fā)展趨勢(shì)

　　圖2　未來(lái)的智慧化生活型態(tài)驅(qū)動(dòng)5G技術(shù)之發(fā)展

　　早在2012年初，負(fù)責(zé)制訂全球行動(dòng)通訊系統(tǒng)規(guī)范的ITU-R就啟動(dòng)發(fā)展“IMT for 2020 and Beyond”的計(jì)畫(huà)，希望繼其IMT-Advanced(4G系統(tǒng)規(guī)范)后，制訂下一代行動(dòng)通訊系統(tǒng)規(guī)范。此一決定，開(kāi)啟全球投入5G研究風(fēng)潮，并將成果反饋至ITU-R，爭(zhēng)取將成果與觀點(diǎn)納入“IMT for 2020 and Beyond”下一代行動(dòng)通訊系統(tǒng)規(guī)范中。

　　歐盟METIS與5G研發(fā)計(jì)畫(huà)

　　歐洲一向是行動(dòng)通訊系統(tǒng)技術(shù)主導(dǎo)者，這次也是全球最先投入5G研究的區(qū)域；在2012年底，歐盟就推動(dòng)METIS計(jì)畫(huà)(Mobile and Wireless Communications Enablers for the Twenty-twenty Information Society)，希望在2015年上半年計(jì)畫(huà)結(jié)束時(shí)，能為未來(lái)5G系統(tǒng)發(fā)展，不論在未來(lái)的需求、應(yīng)用情境、系統(tǒng)概念，以及技術(shù)基本需求與發(fā)展趨勢(shì)等，建立共識(shí)提供后續(xù)5G技術(shù)研發(fā)計(jì)畫(huà)必要的發(fā)展平臺(tái)。

　　METIS計(jì)畫(huà)針對(duì)應(yīng)用的發(fā)展趨勢(shì)，針對(duì)未來(lái)2020年的行動(dòng)通訊網(wǎng)路，在2013年四月提出以下幾項(xiàng)具體的5G基本需求，包含項(xiàng)目及成長(zhǎng)需求(圖3)：

　　圖3　EU METIS 計(jì)畫(huà)之5G系統(tǒng)能力需求

　�。畣挝幻娣e內(nèi)行動(dòng)通訊數(shù)據(jù)資料量：成長(zhǎng)一千倍。

　�。�連結(jié)系統(tǒng)的終端設(shè)備數(shù)目：成長(zhǎng)十到一百倍。

　　．使用者資料量(或上網(wǎng)速率)：成長(zhǎng)十到一百倍。

　�。�巨量機(jī)器型態(tài)通訊(Massive Machine Type Communication, MMC)的電池壽命：延長(zhǎng)十倍。

　�。�端對(duì)端的通訊延遲時(shí)間(Latency)：降低五倍。

　　在此同時(shí)，為了要滿足上述這些需求，METIS亦勾勒出未來(lái)5G系統(tǒng)的若干挑戰(zhàn)：

　　．Amazingly Fast--如何滿足未來(lái)使用者高速行動(dòng)上網(wǎng)的需求。

　�。�Great Service in a Crowd--如何提供使用者愉悅的行動(dòng)寬頻上網(wǎng)體驗(yàn)，即使在壅塞的網(wǎng)路環(huán)境。

　�。�Ubiquitous Things Communicating--如何有效率處理不同通訊型態(tài)需求巨量的通訊終端設(shè)備。

　�。�Best Experience Follows You--如何提供移動(dòng)中使用者高品質(zhì)的通訊體驗(yàn)。

　　．Super Real-time and Reliable Connections--針對(duì)特定新應(yīng)用，滿足其嚴(yán)峻低延遲及高可靠度需求。

　　另外，METIS計(jì)畫(huà)亦針對(duì)未來(lái)應(yīng)用情境，提出多種不同5G系統(tǒng)概念，包含端對(duì)端直接通訊(Direct Device-to-device Communication, D2D)、巨量機(jī)器通訊(Massive Machine Communication, MMC)、移動(dòng)網(wǎng)路(Moving Networks, MN)、超高密度網(wǎng)路(Ultra-dense Networks, UDN)，以及超高可靠度通訊(Ultra-reliable Communication, URC)。這些水平分割系統(tǒng)概念并非彼此獨(dú)立不相干，而是這些系統(tǒng)概念實(shí)現(xiàn)在5G系統(tǒng)中，在彼此交互作用之下，系統(tǒng)就應(yīng)該要達(dá)到滿足前述5G基本需求。

　　在2014年，歐盟就啟動(dòng)5G研發(fā)計(jì)畫(huà)5G PPP(Public Private Partnership)，預(yù)計(jì)在2014年到2020年，透過(guò)Horizon2020計(jì)畫(huà)投入至少70億歐元，鼓勵(lì)歐洲廠商配合投入5G技術(shù)研究，并訂定兩大具體產(chǎn)業(yè)目標(biāo)：一是在未來(lái)5G的標(biāo)準(zhǔn)制訂中，歐洲掌握20%之標(biāo)準(zhǔn)關(guān)鍵專(zhuān)利(Standards Essential Patents, SEP)，第二則是在5G設(shè)備產(chǎn)業(yè)中，歐洲至少占有35%之市占率。

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5G先期標(biāo)準(zhǔn)制定全球啟動(dòng)，移動(dòng)寬帶革命浪潮再一波.pdf