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随着2019年到来，5G时代即将开启，各大设备厂商相继投入技术开发，并在全球市场争夺5G商机，其中国、美国、日本与韩国等5G发展有不同程度进展，部分国家已推动5G商用。
以美国电信运营商AT&T为例，其于2018年12月21日宣布5G网络商用服务，提供地区包括Atlanta、Charlotte、Raleigh、Dallas、Houston、Indianapolis、Jacksonville、Louisville、Oklahoma City、New Orleans、San Antonio与Waco(Texas)，2019上半年预计提供Las Vegas、Los Angeles、Nashville、Orlando、San Diego、San Francisco、San Jose(CA)等地区，但暂不支援手机。
使用者需购买Netgear(内建Snapdragon 855处理器和Snapdragon X50 5G基频)的Nighthawk 5G行动热点才能使用5G网络，网络传输费用为70美元(15GB)。由于5G分为毫米波和6GHz以下2种频谱规划，为区分不同频谱，AT&T将毫米波称为5G+。
<strong>毫米波透过高频段特性，提供高传输速率
5G频谱规划包括频谱大小和新频段可用性，其涉及低频、中频与高频频谱范围不同特点及其对应不同服务应用场景的适用性，频段分配将影响新技术部署，目前新TDD(Time-Division Duplexing)频谱在3～6GHz范围(LTE Sub-6GHz)对LTE Advanced Pro和5G NR phase 1于全球均可用。
对5G NR Phase 2则利用毫米波(Millimeter Wave，简称毫米波)频率，对新5G应用有更大频宽使用；其中，在3～6GHz频段，全球在3.3～3.8GHz、3.8～4.2GHz与4.4～4.9GHz有空频谱，这些频段(基于TDD或非成对频谱)通常较先前4G有更宽带宽，除了在3～6GHz范围内许可频段外，未来有可能使用额外附加的无需许可频段。
5G NR利用毫米波频谱，因毫米波频段拥有较大频宽，在某些提供多GHz频谱地区亦可采用，尤其针对固定无线应用毫米波频谱使用。
▲5G毫米波频段source：拓墣产业研究
目前芯片大厂高通已推出QPM56xx Sub-6GHz RF模块和QTM052 毫米波天线模块，搭配高通 Snapdragon X50 5G调制解调器(Modem)使用，以满足不同频率需求，基本上6GHz以下模块可用于3.3～4.2GHz、3.3～3.8GHz与4.4～5.0GHz频段，而毫米波天线可用于26.5～29.5GHz、27.5～28.35GHz与37～40GHz频段，但每个国家5G的6 GHz以下与毫米波频段不尽相同。
<strong> 5G初期多数厂商倾向与4G接轨，采用基地台升级
5G 毫米波发展初期，频段穿透性不佳，需建设许多讯号基地台，由于使用毫米波技术，可因应数据传输速率需求，不过必须克服其缺点，包括空气损耗大和绕射能力弱易被障碍物阻挡等。
以英国为例，因地形复杂、基地台建置成本高，反而将讯号基地台整合到井盖上和地下放置，以扩大覆盖范围。目前英国电信运营商Vodafone已在伦敦地区进行相关测试，井盖式5G基地台(可整合到人孔盖中，无需街道工程或施工)的传输效率和连接稳定性皆有不错表现。
此外，美国电信运营商AT&T的5G网络开始使用毫米波频段，相较4G LTE技术，毫米波更容易中断，因此设备需使用更多天线，而毫米波天线射频设计具有门槛，需大量技术累积，尤其毫米波阵列天线强调宽带化、体积小型化、固态化与集成化等特色。
当中设计挑战包括如何建置适用于功率放大器(Power Amplifier)、毫米波s滤波器(Filter)与移相器(Phaser)，以及组合来自多个天线讯号以形成和指向定向波束将是发展关键，毕竟手机需将天线放在远离金属电路板位置，才能处理手阻碍讯号问题。
文丨拓墣产业研究院 谢雨珊
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