5G技术在这一两年迅速成为全球关注焦点,不仅各国政府已开始大力推动相关发展政策,主要科技大厂也积极布局5G演进技术与赋能(Enabling)技术专利,其中毫米波、软体定义网路(SDN)及极密集网路更是业界研发重点。
迈向第四代无线通讯系统已成为全球无线通讯产业势在必行之趋势。根据4G Americas统计资料显示,在2014年底全球11个国家已有36家电信营运商加入商转第四代无线通讯系统行列,预计在2020年全球用户数将增至3.5亿。不仅如此,第四代无线通讯标准的统一(即LTE-Advanced)也带动全球各科技大厂对于标准制定工作的重视,近年来不管是参与标准会议人数或是提案数都明显增加。
然而,技术标准复杂议题与各组织会员的角力战造成3GPP标准制定时程上的延迟:Release 10版本约花12个月时间,Release 11版本约花18个月时间。近期的Release 12自2012年开始已花费大约两年多的时间,3GPP预计在2015年第一季完成,但是否能如期达成仍有变数,因为仍有许多议题必须讨论。Release 12的延迟公布并不代表会影响接下来Release 13的标准制定工作,接下来的版本仍会照计画执行。
从标准衍伸的标准必要专利(SEP),即结合标准技术与专利保护两特性,近年来已成为各科技大厂合法抢占市场占有率与巩固各企业核心技术的手段或武器。因此,各大公司为保护自己在市场上的竞争性与影响力,及早投资关键技术研发与专利布局已成为重要必要之手段。
因此,当第四代无线通讯系统在全球布局之后,此竞赛将延续于第五代无线通讯系统之技术研发与布局,亦或是2016年后3GPP的Release 15版本。本文将针对各国目前对5G研究情况与政策、企业发展策略角度观察并配合专利布局分析,希望提供读者对于5G目前发展的概貌。
各国展开5G技术研究
在中国,工业和信息化部、发改委和科技部共同成立IMT-2020推进组,推动中国第五代移动通信技术研究和开展国际交流与合作的主要平台。国家高技术研究发展计划(863计画)第一期资金投入约1.6亿人民币,针对10项技术研究方向包括极密集网络、直接通信(D2D)、机器对机器(M2M)、Wi-Fi融合组网、新型网络架构、新型多天线/分布式传输、新型信号处理、高频段通信、频谱共享、网络智能化。
在韩国,科技部、ICT和未来计划部(MSIP)共同推动成立韩国5G论坛(5G Forum),旨在推动韩国国内5G研究与国际合作。韩国具体政策包括5G行动通讯促进战略未来七年将投入约新台币150亿元进行研发与基础设施建构,研究方向包括毫米波、大型天线矩阵、先进多重存取(Multi-RAT)、小型基地台,行动回传网路、无缝隙交递,调变与编码等技术。
在日本,日本电波产业协会(ARIB)在进阶无线通信研究委员会(ADWICS)中成立2020 and Beyond Ad Hoc,旨在研究2020年及以后的无线通讯系统。2014年8月出版的白皮书提出技术研究方向包括改善系统结构、先进接取技术、支援应急通讯网路、改善使用者经验与终端设备效能等情境。
在亚洲,各国家推动第五代无线通讯系统,政府政策扮演重要推手的角色,然而在欧美国家情况略有不同。在欧洲,欧盟延续科技研发第七期计画(FP7)启动第八期计画(FP8)又称展望2020(Horizon 2020);欧盟预计在2014至2020年间提供预算约800亿欧元研究经费。在展望2020计画下成立5G PPP(The 5G Infrastructure Public Private Partnership),就如其名称所示,5GPPP组织是期望成为欧盟与民间企业间研发创新的合作桥梁,预计投资14亿欧元研究经费建构下世代电信通讯系统的标准、技术与架构。5GPPP在2013年发表的5G草案中提及相较于先前技术,5G网路技术需求将更高,建议发展更多新的无线通讯技术包括通道模拟、接取与干扰处理与采用新兴技术包括软体定义网路(SDN)与网路功能虚拟化。
美国与英国政府目前尚未有明确的5G发展科技策略,然而美英各国发展高科技技术主要模式是藉由各学研机构与企业合作、各大学间研究联盟或政府研究基金资助方式(例如美国国家科基金会)。Intel实验室的英特尔组织的策略研究联盟(Intel Strategic Research Alliance,ISRA)邀集11所全球重点大学和电信营运商Verizon共同探讨研发下世代无线网路相关议题。英国萨里大学(University of Surrey)在英国政府的资助与多家企业(华为、三星、Fujitsu、Telefonica等业者)合资成立5G创新中心(5G Innovation Center)将聚焦于5G相关技术研究,其中较为值得注意的是5G系统试炼场(Test Bed)的建立,预计在2015年完工。届时,可提供研究人员验证技术与测试产品之用并可降低研发成本。