過去數年來，研究人員致力於探索各項概念與技術，為的就是要界定「什麼是5G」的定義。正因如此，名為「第三代合作夥伴計畫」(3GPP)的標準組織應運而生，負責發布廣為業界認可的規格。
該組織規畫了5G發展時間表，並訂下名為「新無線電」(NR)的第一階段5G技術定義之期限(如圖1)。(編按：已於2017年12月如期制定完成。)
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| 圖1 5G新無線電技術的第一項規格，預計於2017年末發表，並於2018年進行後續更新。 |
雖然相較於廣為現代行動通訊使用的LTE協定，NR第一階段將有所不同，但兩者也不乏相似之處。LTE與NR之間的最大差異，在於載波頻寬與作業頻率。除此之外，NR在類比與數位頻域中，皆採用新的波束賦形功能(表1)。
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| 表1 5G毫米波的擬議頻帶 |
為了因應緊湊的5G部署時間表，3GPP擬議採用候選分段計畫。這項計畫包含2個版本的NR：獨立(SA)與非獨立(NSA)。非獨立版本將使用LTE eNB做為NR gNB(等同於5G NR中的eNB)的主要與次要基地台，並用以連接EPC，如圖2。
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| 圖2 5G非獨立版本基地台訊號傳輸模式比較。 |
非獨立版本的5G NR目標是5G技術的初始部署中，運用現有的基礎架構。獨立版本的目標，則為往上相容於後續的無線技術標準。獨立網路可與非獨立網路共存，並同時運作。儘管獨立版本技術的實際推行日期尚未底定，但在NR第1階段的設計中，已將該版本視為使用案例而列入考量(圖3)。
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| 圖3 獨立版本的使用案例。 |
除了標準化組織做出的種種努力，Verizon與KT(Korea Telecom)也努力地推動Pre-5G技術的商業化。Verizon有意於2017年冬季，部署以5G技術論壇實體層為基礎的固定無線存取技術(稱為Verizon 5GTF或V5GTF)。V5GTF將以28GHz為作業頻率，用來為最後一哩應用方案提供高速網際網路，但不會涵蓋行動使用案例。相較之下，KT則計畫部署Pre-5G技術，以供2018年2月的冬季奧運使用。
作業頻率一向是5G技術中最廣受討論的主題，而具體內容也開始逐一浮現(表2)。
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| 表2 LTE與5G功能 |
值得注意的是，6GHz以下的頻率在5G技術中，仍將扮演重要角色。各家業者都在期待，頻寬能增加至現行LTE的5倍。上方所列頻寬，僅涵蓋已納入主要考量的頻寬，而非完整頻寬清單。舉例來說，T-Mobile正規畫以美國的600MHz頻譜，來推動5G部署。
雖然NR第一階段的毫米波(mmWave)頻率的定義較為完善，但依舊可能需要多個頻寬(視區域而定)。舉例來說，中國政府提議使用24.75~27.5GHz與37~42.5GHz等頻率範圍。美國FCC則提議使用28GHz以及涵蓋37~40GHz的2個頻段。而歐盟(EU)則明確表示28GHz不可行，並改推24~27GHz頻譜，以及38與39GHz。韓國與日本則一致決定採用28GHz。
5G技術仍面臨著其他多項挑戰，包括元件與系統設計，以及攸關新技術部署速度的裝置驗證與測試。在加入波束賦形等技術後，放大器與收發器等射頻晶片，勢必得進行相應的設計變更。為了盡可能降低系統損耗，天線陣列越來越常整合至同一晶片或模組中，並當作功率放大器與收發器使用。正因如此，工程師無法使用傳統的接線式測試手法，來測試這些裝置。而一度無人敢聞問的空中傳輸測試，反而因此成為標準做法。
新無線電的複雜度遠高於LTE，對mmWave來說尤其明顯。許多現行測試設備，都無法妥善處理結合更高載波頻率、更大頻寬與空中傳輸量測的測試案例。不過，鑑於業界對「經過校準的空中傳輸量測」仍沒有明確的定義與共識，因此，即使是量測RF功率等最簡單的量測作業，只要一運用在5G情境中，就得全盤重新考量。
儘管5G技術開啟了嶄新的無線通訊紀元，隨之而來的嚴峻挑戰才正要揭開序幕。此時此刻，正是RFIC設計及測試與量測產業挺身而出的時候；這些產業可運用累積多年的無線研究知識與相似的創新思維，為5G商用部署盡一份心力。
(本文作者為國家儀器軟體定義無線電產品經理)