1 簡介

隨著每個新的無線通訊世代到來，對更高資料傳輸率與更低延遲的需求大幅增加。5G 延續此趨勢，提供每秒數十 Gb 的輸送量與次毫秒級延遲，這對擴增實境、工業物聯網 (IIoT) 及自主式系統等應用至關重要。實現性能目標（尤其在密集城市與高移動性情境下）需要兩項技術：巨量多輸入多輸出 (mMIMO) 與波束成形。

5G mMIMO 系統使用大型天線陣列，規模通常從 16 傳送/16 接收天線到 128 傳送/128 接收天線。這些天線支援空間多工處理，在相同頻率上同時傳輸多個資料串流，以在不增加頻寬或功率的情況下提升頻譜效率與使用者容量。

透過相位陣列天線實現的波束成形可進行空間濾波，將射頻 (RF) 能量導引並集中於目標使用者，從而抑制干擾並提高訊號雜訊比。波束成形需要天線間一致的相位對齊。它能提升高 RF 頻率（例如 FR1 與 FR2 頻段）的性能，在這些頻段中，自由空間路徑損耗與訊號遮蔽是重大挑戰。

為克服這些挑戰，5G mMIMO 結合波束成形可實現高輸送量、低延遲通訊並確保擴展性。這些技術結合後，使網路營運商與開發人員能透過精確天線控制，針對高頻段開發創新的無線應用。

實現 mMIMO 與波束成形需要使用 RF 收發器將位元轉換為 RF，反之亦然。由於 mMIMO 與波束成形皆需空間與時間準確度，RF 收發器的位元至 RF 轉換過程必須具備精確時間戳記，以及跨多個天線的時間同步。

具備 5G 能力的 RF 收發器設備使無線電能同時支援 4G 與 5G 運作。根據第三代合作夥伴計畫 (3GPP) 的 5G 規範，5G 在以下特定領域優於 4G：

• 增強型行動寬頻 (eMBB)
• 用於工業應用的關鍵通訊 (CC) 與超可靠低延遲通訊 (URLLC)
• 巨量物聯網 (mIoT)。
• 靈活的網路運作，透過網路切片、雲端原生基礎設施與軟體定義網路支援多樣化應用與終端使用者需求，實現適應性與網路最佳化。