小型基站將走紅5G通訊時代。5G通訊網絡將一改過去高度仰賴大型基站的布建架構，而大量使用小型基站，讓電信營運商能以最具成本效益的方式彈性組網，從而提高網絡密度與覆蓋范圍，達到比4G技術更高的傳輸率和網絡容量。超高分辨率視頻串流、云端服務和休閑娛樂服務的興起，以及愈來愈多元的無線裝置，包括智能型手機、平板計算機和機器間相互通訊的可編程環境，預估未來20年的數據傳輸量將成長一萬倍。

為滿足這些需求，電信解決方案供貨商諾基亞網絡(Nokia Networks)認為，5G將是一個可擴充又彈性的服務系統，可在關鍵性的時機和地點，提供接近零延遲(Zero Latency)的Gigabit體驗。此外，5G因具備更高的峰值數據速度，提升“每個地方”的數據速率，延遲降為十分之一，更能讓使用者享受到比4G至少高出十倍的體驗質量。

在5G移動通信時代下，預估使用案例和相關應用的種類將更為廣泛，包括視頻串流、擴增實境(Augmented Reality)、不同的數據分享方式，以及各式各樣的機器類型應用，如車輛安全、各種傳感器和實時控制等。

未來，5G在2020年導入、2030年充分運作后，還必須能彈性支持我們尚未了解、尚不知道的全新應用。 除了使用6GHz以下更多傳統的無線接取頻段，5G也將運用6G-100GHz之間的大量頻譜，這些頻段擁有不同的頻道特性，因此，使用這些頻譜須采用一種以上新的無線接取技術。

目前雖然有業者考慮將長程演進計劃(LTE)空中接口(Air-Interface)延伸到6GHz以上的頻率，但事實上，我們可以針對特定的挑戰，設計更簡單和更有效率的空中接口。

對終端使用者來說，5G應該是通暢而無感覺的，且5G應是個單一系統，能保證一致的使用者體驗；而移動網絡營運商則期望能輕松、直接地部署和維運5G網絡。

因此在技術上，5G系統必須能緊密整合原來的系統，如LTE及其藉由單一無線接取網絡(Radio Access Network, RAN)解決方案而演進的技術，這種方式不但能簡化從2G到5G的管理工作，也讓營運商能循序漸進導入5G。

網絡和部署的彈性、空中接口的新設計，有助于抑制功耗的成長。無線鏈路兩端裝置的每位傳輸功耗必須大幅減少，例如，未連接裝置和未滿載運作的網絡節點的功耗。

全方位的彈性設計，與現有技術極度緊密整合的途徑，都是供貨商主要的優先考慮事項。

全方位彈性設計　提升十倍使用者體驗

實現網絡容量增加一萬倍，以及使用者體驗提升十倍(即使在不利的網絡條件下也能達到100Mbit/s)的主要途徑如下：

· 小基站(Small Cell)大規模高密度化(Densification)
· 更多頻譜
· 更高的頻譜效率

全新網絡思維的高密度化設計

在3G和4G的網絡部署，高密度化已是明顯的趨勢，但5G能讓我們從全新網絡(Clean Slate)的方式設計一套彈性的系統，并優化基站之間距離200公尺以下的小基站。

目前的LTE網絡，其小基站設計是以僵硬、大范圍覆蓋(Wide Area)的大型基站(Macro Cell)為設計基礎，而Clean Slate的全新網絡途徑，可提高小基站規模的優化和調適能力。

不過，值得注意的是，除了優化小基站的超密度網絡(Ultra Dense Network)環境外，5G也支持大范圍覆蓋的大型基站部署，這一點更加突顯了系統設計彈性的必要性。

釋放新頻段的需求日益高漲

到目前為止，已指配或討論中可用于移動通信網絡的頻段都在6GHz以下，主要原因是低頻有利于大范圍覆蓋的特性。雖然我們需要更多6GHz以下的頻譜，也有能提高已指派頻率利用率的優越新技術，但釋放新頻段的需求也愈來愈高。這些從6G-100GHz的頻段有助于滿足5G時代的高容量和數據速率需求。

6G-100GHz頻段，根據不同無線電波傳播特性和不同頻率范圍中的載波帶寬，可大致分為兩大部分，厘米波(Centimeter Wave)和毫米波(Millimeter Wave)。

厘米波頻率因比較接近現在使用中的頻率范圍，自然會是首先釋放給無線接取的對象，但我們還須進一步研究才能完全了解這些頻段的無線電波傳播特性。在某些方面，厘米波的行為類似傳統的無線通信頻段(如反射和路徑損耗指數)，但在某些效應上是不同的，如總路徑損耗(Overall Path Loss)和繞射(Diffraction)，尤其在更高的厘米波頻段更是如此。厘米波可能提供的連續帶寬大約是100M-500MHz，大于先進長程演進計劃(LTE-Advanced)設計使用的帶寬范圍，而針對2GHz優化的LTE空中接口設計，并不適合厘米波頻率。

頻譜的另一端則是從30GHz開始的毫米波。在某些方面，毫米波的無線電波傳播和射頻工程特性不同于6GHz以下的頻譜范圍，如更高程度的繞射、樹葉與建筑物穿透損耗；不過，最近的測量研究顯示，毫米波頻率和6GHz以下的頻率在其他特性上，如反射和路徑損耗指數也是類似的。

我們必須對這些頻段進行更多實驗研究才能了解這些毫米波的實際效能，研究結果將讓我們使用更多載波帶寬，如1G-2GHz帶寬，即使在厘米波和毫米波(波長1厘米)之間有一個定義良好的30GHz波段，無線電波傳播的變動會更加平緩，也不會有突然的轉換點(Transition Point)在無線電波傳播特性中出現。

更高的頻譜效率

頻譜效率是指數據傳輸期間的頻譜使用效率，也就是系統空中傳播數據時每秒每赫茲(Hz)有多少位(Bit)。而一般用以專門提升頻譜效率的重要技術組件是大規模多重輸入/輸出(MIMO)技術。

在厘米波和毫米波頻段的5G系統空中接口設計中，整合大規模的天線數組，與目前4G系統所采用的MIMO解決方案有很大的不同。

首先，在厘米波和毫米波中有更多具備噪聲限制(Noise-Limited)特性的高帶寬系統，可使用毋須積極減低其他基站干擾的簡單方案；

其次，3GHz及其以下頻段的4G系統有帶寬和干擾性的限制，因此這些系統在使用MIMO技術時，一直以提高頻譜效率、克服前述限制為重點。

毫米波的高帶寬系統可能不會有帶寬和干擾性的限制，但可能會有路徑損耗的限制，因此，初期采用MIMO技術的重點是透過波束成型(Beamforming)提供功率增益(Power Gain)。

由于毫米波系統須克服路徑損耗限制，因此4G系統的高效能關鍵技術空間多任務(Spatial Multiplexing)，不會是毫米波發展初期的重點；不過，因為帶寬和干擾性限制的關系，厘米波系統應會在4G系統和毫米波系統之間運作，也就是說，厘米波系統可能同時采納4G和毫米波系統所使用的MIMO及波束成型技術組件。

此外，大規模MIMO是改善鏈路頻譜效率的優秀技術，而提高無線電資源的利用率則可增加系統頻譜效率。

抗干擾(Interference Rejection)技術是用以提升系統頻譜效率的途徑之一，其方法是舍棄基站間干擾協調機制(例如試圖使用LTE中干擾最低的無線電區段)，接納干擾且稍后在接收器里抑制該干擾。

抗干擾整合方案已廣為人知并應用在LTE中，5G則有機會設計一個能優化該整合技術的系統，另一個優化頻譜利用率的技術是動態分時雙工(TDD)技術，它能對上鏈和下鏈之間的頻譜做優化分配。

附：來自市場調研數據、應用分類以及Qorvo相關產品

市場數據顯示，小基站市場在2015年開始發力增長

不同的小基站應用場景分類

Qorvo提供從放大器、多工器、濾波器、LNA到WLAN FEM和GPS FEM在內的一站式全面產品組合解決方案