5G 不再僅僅是一個(gè)承諾——它是非常真實(shí)的龐大市場，盡管其實(shí)施尚處于起步階段。2019 年有兩個(gè)例子表明 5G 的部署正在成為現(xiàn)實(shí)。其中之一是 Verizon 在其所有 NFL 橄欖球賽場中都推出了 5G 服務(wù)；另一個(gè)例子在韓國，5G 用戶在當(dāng)年 8 月——僅在本地運(yùn)營商推出商業(yè)化技術(shù)四個(gè)月后便達(dá)到 200 萬以上。在本文中，我們將探討小型基站密集化、頻譜采集、頻譜共享和大規(guī)模 MIMO 等領(lǐng)域中 5G 的發(fā)展趨勢。盡管普及尚需時(shí)日，但 5G 有望成為有史以來增長最快的移動(dòng)技術(shù)。根據(jù)全球移動(dòng)供應(yīng)商協(xié)會(huì)（GSA）的調(diào)研，5G 的增長速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)快于 4G LTE ——部署節(jié)奏超越后者約兩年；其最近發(fā)布的數(shù)據(jù)表明，全球有 50 多家運(yùn)營商推出了 5G 移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)，并且至少有 60 款不同的 5G 移動(dòng)設(shè)備可用。

最終，5G 將帶來改變生活的影響，并顛覆許多行業(yè)。但是，在 2020 年，運(yùn)營商將重點(diǎn)支持前兩個(gè)主要 5G 用例：更快的移動(dòng)連接性和帶來高速無線連接的固定無線接入（FWA）。

Qorvo 在其《5G RF 傻瓜書（5G RF for Dummies）》第二版中強(qiáng)調(diào)了 5G 的高速發(fā)展；這本新近更新的著作描述了將 5G 愿景變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)的關(guān)鍵趨勢與技術(shù)支持因素。

Verizon 在其所有 NFL 橄欖球賽場中都推出了 5G 服務(wù)

https://www.verizonwireless.com/business/articles/business/stadium-transformation-verizon-5g/

全球移動(dòng)供應(yīng)商協(xié)會(huì)（GSA）

https://gsacom.com/paper/50-5g-commercial-networks-november-snapshot/

《5G RF 傻瓜書（5G RF for Dummies）》第二版

https://www.qorvo.com/design-hub/ebooks/5g-rf-for-dummies

以下是書中的一些要點(diǎn)。

1. 網(wǎng)絡(luò)密集化與小型基站

5G用戶將需要更多的蜂窩基站以大幅擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)容量并支持?jǐn)?shù)據(jù)流量的增長。這促使移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商（MNO）急于采用小型基站（即人口稠密的城區(qū)中安裝在建筑物、路燈柱等場合的小型低功率基站）來提高網(wǎng)絡(luò)密集度。這些小型基站將幫助MNO滿足用戶對大量數(shù)據(jù)的渴求，改善服務(wù)質(zhì)量。

2. 頻譜收集

5G 需要大量帶寬。更大的帶寬使運(yùn)營商可以增加容量并提高數(shù)據(jù)速率，從而使用戶可以更快地下載大文件并獲得高分辨率的無抖動(dòng)流媒體。物理層和更高層的設(shè)計(jì)與頻率無關(guān)，但為每個(gè)層制定了單獨(dú)的無線電性能要求。較低的頻率范圍（FR1）也稱為 sub-7GHz，即 410 - 7,125 MHz 頻段；較高的頻率范圍（FR2）也稱為毫米波（mmWave），范圍為 24.25 - 52.6 GHz。

為了獲得 FR1 和 FR2 中的帶寬，必須分配更多的頻譜。目前，約 40 個(gè)國家和地區(qū)的監(jiān)管機(jī)構(gòu)已經(jīng)分配了新的頻率并實(shí)現(xiàn)了 LTE 頻譜的重新劃分，然而，這還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。根據(jù) GSA 的數(shù)據(jù)，有 54 個(gè)國家計(jì)劃從現(xiàn)在起到 2022 年底分配更多頻譜，以盡可能地至少解決一部分問題。

3. 4G 到 5G 網(wǎng)絡(luò)的演進(jìn)

5G 無線電接入網(wǎng)絡(luò)（RAN）旨在與現(xiàn)有 4G LTE 網(wǎng)絡(luò)配合使用。3GPP 允許多個(gè)新無線電（NR）部署選項(xiàng)。因此，如下圖所示，通過從非獨(dú)立（NSA）到獨(dú)立（SA）組網(wǎng)，MNO 可以更輕松地遷移至 5G。

4. 動(dòng)態(tài)頻譜共享

動(dòng)態(tài)頻譜共享（DSS）是一項(xiàng)新技術(shù)，可以進(jìn)一步幫助實(shí)現(xiàn)從 4G 到 5G 的平滑遷移。借助 DSS，運(yùn)營商可以允許 4G 和 5G 用戶共享同一頻譜，而不必將頻譜的每個(gè)部分專用于 4G 或 5G。這意味著運(yùn)營商可以更有效地使用其網(wǎng)絡(luò)，并根據(jù)用戶需求分配容量從而優(yōu)化用戶體驗(yàn)。因此，隨著 5G 用戶數(shù)量的增加，網(wǎng)絡(luò)可以在總?cè)萘恐袨槊總€(gè)用戶動(dòng)態(tài)分配更多容量。

5. 毫米波（mmWave）

5G 網(wǎng)絡(luò)可以使用毫米波 FR2 頻譜來提供最高的數(shù)據(jù)速率，在該頻譜中可以使用大范圍的帶寬。毫米波現(xiàn)已成為現(xiàn)實(shí)：5G 網(wǎng)絡(luò)正在將其用于 FWA 和移動(dòng)設(shè)備，并將在將來用于其它用例。隨著 5G 網(wǎng)絡(luò)部署的擴(kuò)大和適用于家用設(shè)備的出現(xiàn)，運(yùn)營商預(yù)計(jì)將 FWA 推廣到更多家庭。

6. 大規(guī)模 MIMO

MIMO（多輸入多輸出）通過使用多個(gè)天線以相同的帶寬傳送多個(gè)數(shù)據(jù)流來提高數(shù)據(jù)速度和網(wǎng)絡(luò)容量。當(dāng)今的許多 LTE 基站已經(jīng)使用多達(dá) 8 根天線來傳輸數(shù)據(jù)，但是 5G 引入了大規(guī)模 MIMO，它使用 32 或 64 個(gè)天線，在將來甚至還會(huì)更多。大規(guī)模 MIMO 對毫米波尤為重要，因?yàn)槎鄠€(gè)天線集中了收發(fā)信號(hào)，以提高數(shù)據(jù)速率并補(bǔ)償高頻下的傳播損耗。這極大地提升了吞吐量和能效。

7. RFFE 創(chuàng)新助力 5G

真正實(shí)現(xiàn) 5G 愿景需要?jiǎng)?chuàng)新射頻前端（RFFE）技術(shù)的參與。隨著手機(jī)、基站和其它設(shè)備變得越來越時(shí)尚、小巧，RFFE 將需要在更少的空間中獲得更強(qiáng)大性能，同時(shí)提高能效。一些 RF 技術(shù)是實(shí)現(xiàn) 5G 目標(biāo)的關(guān)鍵；它們包括：

氮化鎵（GaN）。GaN 非常適合能夠在高溫下工作的大功率晶體管。GaN PA 在 5G 中的潛力才剛剛開始被認(rèn)識(shí)到。其所具備的高射頻功率、低直流功耗、小尺寸和高可靠性使設(shè)備制造商可以制造體積更小、重量更輕的基站。通過 GaN PA，運(yùn)營商可以以更少的天線陣列單元和更低的功耗，滿足毫米波傳輸?shù)母咝蜉椛涔β剩‥IRP）輸出規(guī)范。這使得系統(tǒng)重量更輕，安裝成本更低。

BAW 濾波器。5G 所使用的頻段及載波聚合（CA）組合的數(shù)量大幅增加，并且需要與許多其它無線標(biāo)準(zhǔn)共存，這意味著高性能濾波器對于避免干擾至關(guān)重要。表面聲波（SAW）和體聲波（BAW）濾波器占板面積小、性能卓越且價(jià)格適中，是 5G 移動(dòng)設(shè)備中使用的主要濾波器類型。