下一代行動通訊系統

工研院(ITRI)顧問謝慶堂(Ching-Tarng Hsieh)。

工研院(ITRI)顧問謝慶堂(Ching-Tarng Hsieh)先生，以「下一代行動通訊系統與標準」為主題，介紹行動通訊技術的演進史。首先在1980年代，第一代行動通訊(1G)主要應用在類比語音通訊，到了1990年代2G (GSM)採用數位語音通訊，並開啟簡訊應用，到了2000年的3G通訊，開始導入了數據傳輸(App下載、社群網路)，直到2010年的4G寬頻通訊時代，打開了雲端、大數據的應用。

到2020年的5G時代，頻寬將會更高、連接裝置更多、更低延遲、更低功耗與無縫式連接，可應用在IoT(物聯網)、智慧城市，以及針對每日生活的各種創新的應用，讓科技與人性化更融合，而傳統產業、創新服務的跨產業通信能夠共存。而台灣的ICT產業在世界上地位有目共睹，包含數位內容、創新設計、品牌、OEM代工廠、半導體代工廠，都有知名的人物或廠商在世界上發光發熱。

4G行動通訊成熟  帶動ICT產業更寬裕的應用發展

在全球LTE與LTE-A技術的導入國家中，共有119個國家、354個營運商導入LTE，19個國家、25家營運商導入LTE-A，顯示4G時代的普及，也因而帶動了智慧手持裝置往物聯網應用發展，包含穿戴式裝置、智慧家庭自動化控制、行動支付、資產追蹤、車載應用、機器人控制等等。

謝慶堂說明LTE各項技術標準，在世界各國的使用狀態，由於LTE提供SRVCC(單一無線語音呼叫連續性)的語音通話不間斷服務，而VoLTE(基於LTE的語音通話)的功能也有營運商嘗試導入，在韓國則是各營運商已經完成VoLTE服務的網內外相容測試性。至於Carrier Aggregation(載波聚合)技術方面，目前有73家Cat.6系統中，有37家提供300Mbps的頻寬，而2015年底有25家在正在嘗試導入Cat.9讓其最大頻寬達到450Mbps。此外LTE-A也具備CoMP(協調多點)收發技術，能讓提供服務的基地台與手機間降低干擾，以快速並平順地完成資料傳輸。

至於可以減少視訊傳輸頻寬、提供差異化影音服務的LTE Broadcast技術，目前有韓國KT有商業化的先例，至於美國與其他國家則有處於導入或試營運階段中。而LTE/Wi-Fi互連技術的規範也制定完成。此外，LTE使用免執照頻段(LTE-U)的規範制定也開始展開，賦予營運商能夠運用5GHz(如Wi-Fi)來減輕LTE基地台的負擔，同時達到更廣泛的覆蓋率。

目前3GPP組織在MTC(機器型態通訊)的技術標準制定上，目前已經制定到R14版本，其中Narrowband-IoT(NB-IoT，窄頻物聯網)已有規範制定出來，並提供單獨、保護頻段、現行頻段內三種佈建模式。

下世代行動通訊系統

至於LTE的下一代，也就是5G的發展部份，20142015年IMT-2020推進小組ITU-R發布了第一份5GIMT-2020系統願景與需求白皮書，將尖峰資料傳輸率從IMT-Advanced的1Gbps提升到IMT-2020的20Gbps，使用者體驗到的資料傳輸速率，將從10Mbps提升到100~1000Mbps，移動速度從350km/h提升到500km/h，延遲時間從10ms降到1ms。這將讓5G行動網路，可以應用在隨時影音播放、隨處50M+ Mbps的高傳輸速度、能在高速火車上使用、應用在物聯網的感測網路、更即時的網際網路與通訊、天災即時回報、健康照護、寬頻廣播服務等等。

因應M2M的挑戰，包括複雜的感測環境、連結性、功耗、安全、複雜度、與雲端連結、商業案例，謝慶堂簡介目前5G規範的制定進度，以及未來技術趨勢，並說明5G將是能夠開創全新服務、裝置，建立全新產業與賦予全新使用者體驗的全新通訊時代。擁有1,000倍的連接容量、100倍的傳輸率、<1ms的延遲、500km/h的移動也能收到訊號、功耗才1/1,000而已，適合運用在超高流量、超高密度、超高移動環境、行動網路服務、物聯網等領域。

台灣身為科技大國，工研院身為ITU-A的轉化組織及ITU-R外部夥伴，在5G的技術標準發展積極參與制定計畫。尤其歐洲執委會(EC)和5G基礎設施公私夥伴協會(5G Infrastructure PPP Association)更認可台灣在5G上的努力，同時透過與ETSI共同制定國際標準，並推動台灣資通產業標準協會(TAICS)成為3GPP的觀察員。

總之，台灣在通訊領域發展很好，尤在無線領域方面。當5G聚焦在mmWave、軟體定義網路(SDN)/網路功能虛擬化(NFV)與Small Cell等技術研發上，台灣將持續與國際組織共同合作，積極推廣5G標準，與提早為下世代5G市場布局。