高通加速推動5G NR成為現實
2017-04-11
作者
Junko Yoshida
高通稱它為Pre-5G，諾基亞稱它為4.9G，Verizon則有自己的規格——它是由Verizon 5G技術論壇(5GTF)所推動的…
今年世界行動通訊大會(Mobile World Congress；MWC)的展場上出現了許多新名詞，反映出行動通訊產業想加速推動目前的LTE業務，同時由未來看好的5G技術上獲取好處，然而目前尚未來到5G世代。
今年的MWC與會者得到的訊息是明確的，但也令人困惑：電信業者和技術供應商的業務目前著重在「5G的前身」，而非真正的5G。
CEVA執行長 Gideon Wertheizer表示：「LTE的時代還遲遲無法結束。」CEVA是DSP核心的IP供應商，本身並不是5G的反對者，同時在5G基地台設計方面也佔據穩固的地位。Wertheizer直言不諱地說：「從展會現場仍可看到5G充滿希望。」
但複雜的5G規格還有很多問題要解決。
正如Liberty Global執行長Mike Fries在MWC指出，到2020年推出5G的承諾「太激進」，尤其前一代的4G都還尚未發展完全。他在一個座談會中指出，在今天的歐洲，4G的普及率約40%，而在美國的數字是60%。
一些行動通訊營運商巧妙地將話題從仍在制定中的5G標準，轉移到「5G」固定式無線服務的推廣。��刺的是，5G固定式無線服務並不包括行動應用，而只針對家用的消費者市場。例如，美國Verizon和AT&T兩家公司在與有線電視業者競爭時，希望利用固定式無線技術來解決最後一哩光纖佈建的問題。
營運商和技術供應商最終都承認，在行動通訊產業，如果他們堅持採用相容於5G新無線電技術(5G New Radio；5G NR)基礎架構的5G New Radio技術佈建，很可能無法在2020年前升級到5G系統。因此，他們需要替代方案。
根據高通發佈的新聞稿，許多3GPP成員目前正在研究「中間里程碑」的規格文件，稱為「非獨立5G NR」。但到底什麼是非獨立5G NR？何時才能實現5G？如果業界最終同意支持5G系統，它將會是什麼形態？
《EE Times》與高通技術長Matthew Grob在今年的MWC展會中進行了訪談。
高通技術長Matthew Grob
我們與他進行了廣泛的討論，包括高通對5G、NB-IoT、LTE-Unlicensed與SoC的策略，以及關於收購恩智浦半導體(NXP Semiconductors)的看法。以下是一對一訪談的摘要。
首先，讓我們來談談核心重點。請告訴我們3GPP的5G標準為何，以及New Radio (NR)規格何時完成？如何達成？
你熟悉標準化過程中，從「研究項目」(study items)進展到「工作項目」(work items)的流程嗎？3GPP的Release 15版(針對5G)將依規定的流程，從研究項目轉移到工作項目，這通常需要大約九個月。在這九個月的時間結束後，我們將會有第一個3GPP 5G New Radio規格的最終文本。
根據這份最終文本，我們的ASIC小組就可以開始推出晶片，這個時間點大約是在2018年早期。預計在2018下半年以前，我們就可以開始供應晶片給裝置供應商，估計營運商將在2018年底或2019年初取得5G晶片。
針對今年3月在克羅埃西亞的大型3GPP 5G會議，有哪些項目被提出來討論？
我們討論了一些細節，如音調空間(tone space)、通道編碼(channel coding)，以及「非獨立5G NR」模式，以加速5G的推出。我們認為這將是讓5G規格得以儘快發佈的好方法。
我不太明白你指的「非獨立」5G NR模式，我不熟悉這個技術。
獨立模式指的是當啟動新的5G技術，一切包含New Radio和核心網路將開始準備運作。而非獨立模式是使用現有的LTE無線電和封包核心基礎架構，作為早期5G無線電工作的基礎，從而開始網路影音串流(over the top；OTT)服務。對5G來說，其本質上是一個基於4G技術的「設定」模式。
目前有許多營運商和技術合作夥伴都支持這項提議，期望共同加速3GPP 5G NR標準化的進展。
將非獨立5G NR與獨立5G分開，您認為是否會有兩種不同的5G發展模式？
不，我們並不認為是兩種發展模式。實際上，像Verizon和韓國電信(Korea Telecom)這樣渴望啟動5G的公司，已經提出了自家的5G前期標準(Pre-5G stanard)，並且正繼續發展中。
在加速推動5G發展上，我們看到Verizon已經做出重大的貢獻了；他們想主導市場，並且開發了自己的5GTF標準。同樣地，韓國電信也想在2018年的冬季奧運會(Winter Olympic Games)上及早推出5G應用。
然而，一個懸而未決的問題：Verizon在追求建立自己的5G規格版本之後，會回到3GPP 5G標準嗎？
當然，我們希望他們會回到原有標準。而就高通來說，我們公司一直致力於這一標準的發展。
3GPP 5G標準時程表（來源：3GPP）
假設明年初完成了5G NR規格的第一階段，它會是什麼樣的規格？
你這麼問十分有趣，在我來之前，我才印出了整個規格表。這堆紙疊起來可放滿1英呎高的盒子，說明了5G標準的複雜性和豐富性，因為它包含了從性能到行動性、基地台和相容性等一切相關部份。
高通在去年秋天發佈Snapdragon X50 5G 數據機晶片時，談到了對於28GHz毫米波(mmW)頻段的支持，同時支持一些亞洲營運商所使用的sub-6GHz頻段。
我們的假設是，您新的5G晶片將支援5G、gigabit LTE、LTE、3G和2G技術——更不用說支援5G NR和非獨立NR技術。這將會是軟體定義無線電(SDR)嗎？
因為必須支援這麼多不同的數據機，我們的新款數據機晶片有很大一部份是SDR，但並不是100%的SDR。當然還會有一些硬體，因為像通道編碼、解碼和前端(front-end)等部份都需要在硬體中完成。
讓我們轉到LTE-U。美國聯邦通訊委會(FCC)在不久前同意幾家公司在未授權頻段(LTE-U)中開通LTE，而高通是原始開發商。為什麼LTE-U很重要？
對於開始提供Gigabit LTE的營運商，有兩種方法可以實現5G。一種是使用載波聚合(CA)，目前正在談論的是3CA或4CA。但對於未擁有頻段的營運商，替代方案是使用未授權頻段，例如Wi-Fi使用5GHz頻段；對那些營運商來說，LTE-U是至關重要的。
LTEU （Source: 來源：Qualcomm）
但如果一個熱點有這麼多的Wi-Fi用戶，在Wi-Fi熱點的LTE-U用戶基本上是不是偷取了Wi-Fi頻段來免費使用？
不，實際上，你想與那些具有授權輔助接取(LAA)的用戶共享Wi-Fi頻譜，而不是其他Wi-Fi用戶。我們已經證明，當您和那些在下載過程中使用載波聚合的用戶共享相同頻道，而將未授權頻段中的LTE與授權頻段中的LTE結合在一起時，您的連線速度會更快。
高通的展示車在我們園區中行駛，展示LTE-U技術對高通員工使用企業Wi-Fi網路時的影響，我們的員工幾乎沒有注意到任何差別。
你認為將來有一天，LTE-U將會開始共享5GHz以外的Wi-Fi頻段嗎？例如2.4GHz或60GHz？
你應該會很驚訝的發現在5GHz頻段內有多少閒置空間。即使像MWC使用這麼多Wi-Fi訊號的展會。 (Grob拿起他的智慧型手機，讓我看看5GHz頻段中正使用著各種Wi-Fi訊號)。但看看這些地方，還有很多未使用的空間。所以，我認為LTE-U並不會使用到60GHz或2.4GHz頻段。
我們開始在物聯網領域聽到談論CAT-M和NB-IoT技術等話題，儘管LoRa和Sigfox已經在物聯網中成為低功耗廣域網路(LPWAN)的市場開拓者，但是你認為蜂巢式物聯網(cellular IoT)技術，如NB-IoT，會開始排擠這些技術嗎？
我不會稱其為「排擠」，但將會與其競爭，我們在此也非常具有競爭力。
透過與TDK的合資企業，讓高通如今擁有射頻(RF)前端模組。何者會是整合的競爭動態，以及如何影響競爭對手，如Skyworks、Qorvo和其他公司？
我們將有一個完整的產品組合，包括從基頻到天線、功率放大器到濾波器調諧器。是的，在那個領域，我們比其他人更具有競爭力。
*未來在開發時，如果考慮在IoT裝置內添加RF，你認為FD-SOI是適用於低功耗、高整合IoT晶片的製程技術嗎？
*
我們還沒研究過。
請你分享對於晶圓代工廠及其10-7nm發展藍圖的利弊評估嗎？我們的理解是，高通過去主要與台積電(TSMC)合作，但如今也與三星(Samsung)在14 nm和10nm製程合作。
我們現在達到了10nm製程節點，之後將會是7nm，我聽說這會是一個使用週期較長的節點。除此之外，我們的理解是達到5nm是非常困難的，這些都需要大筆投資。愛美科(IMEC)曾指出製程節點的競賽最終將於3nm結束。
但除了所有這些更小的節點，我想我們還有其他選擇，例如3D技術。
高通收購恩智浦半導體的行動可望在今年底完成。您認為高通能從恩智浦那邊獲得何種獨有技術？
正如你所知，我們仍然在收購的階段，所以無法討論任何細節。但我們看到恩智浦最大的資產是他們的通路，特別是他們在汽車市場上已經佔有一席之地。汽車製造商往往十分保守，新進者還需要許多年的耕耘才能成功打入市場。我認為，恩智浦將在這方面將會有很大的幫助。
其次，還不只是技術，我們發現恩智浦除了有多樣且廣泛的產品類別，從汽車到物聯網，還有超大量的客戶。相形之下，高通缺乏多樣性的客戶，因而與恩智浦在部份產品線上存在相當強大的互補效益。
高通在MWC的展位現場
(參考原文：Q’comm CTO on Non-Standalone 5G, LTE-U, IoT，by Junko Yoshida)
