5G商用产品不断加陈出新，从GSA统计2019年已有129款问世，同时各国也相继发布5G频谱执照，可望带动庞大5G-NR网络与装置发展商机；基于此本文将从5G通讯系统与产品射频设计为出发，探讨那些是5G终端产品设计挑战重点，例如射频相关设计，如主动式天线阵列、波束成形(Beam Forming)、功耗与路径损耗、OTA(Over-the-air)测试挑战。

高速/超大容量/广域覆盖需求~ 解决方法5G NR频段直奔毫米波 mmWave

有鉴于3GPP定义100倍以上的传输速度，以及更广覆盖范围的需求，并且预估2020年将会有500亿个联网装置，此时就需要高达1,000倍的容量，就需仰赖高频毫米波予以协助。原因在于毫米波可提供非常大的可用频宽，举例来说，28GHz频段本身就有800MHz频宽，而37~40GHz则是能提供3,000MHz频宽。只要频宽越大，传输速度、容量也就会自动提升，藉此满足5G高传输速度、高容量的目标。整体而言，新的频段将带来大量频宽，同时也会伴随不同的新技术导入，如4G时代有MIMO技术加入，而毫米波则是引进波束成形技术。

高频宽零组件

在实际应用中，传输系统必须能以将位元数据转换成毫米波讯号，经由传输路径发射与接收后，将无线讯号中的位元格式重新原封不动取回，整个过程的难度会较以前的技术门槛高更多

5G设备挑战有哪些~

挑战一：功率损耗

由于毫米波波长非常短，因此在实际环境中波长接触到水蒸汽、氧分子会影响到其传输。换言之，毫米波从基地台发出的功率，要传达到手机端，容易被路径当中的任何东西影响并穿透，同时衰减快速，故能量到达手机端寥寥无几这就是所谓的损耗问题。

挑战二：样品天线设计

现在的手机内建各种不同无线模块技术，包含蓝牙(BT,LE,EDR)、GPS、WiFi (a,b,g,n,ac,ax)、NFC，无线充电技术，加上2G,3G,4G本身联网的天线，这些基础的天线数量少说有十支天线以上，然而5G毫米波技术的介入，更是进一步对手机天线数量的界限，故天线摆放的位置及尺寸都非常重要。虽毫米波波常会较短，能塞入的天线数量可较多,但手机终端产品是拿在手上使用，如果天线摆放的地方是手握住的范围则传输的讯号就会变差。

最后科普下5G NR 知识点

1.    5G NR 同时推出独立与非独立操作模式。在非独立模式中，行动装置可同时使用 4G 与 5G 网络，并与 LTE eNB 和 5G gNB 同时保持连线。

2.    5G NR 使用正交分频多工 (OFDM) 版本。用于 5G NR下行的特定OFDM版本，是循环式前置区段；而 OFDM 也是 LTE 用于下行讯号的相同波形。然而，与 LTE 不同的是，5G NR 在上行中使用基于 CP-OFDM 与 DFT-S-OFDM 的波形。

3.    另一个与 LTE 不同的地方是，5G NR 允许变化极大的子载波间距 SCS (15K,30K,60KHz)。

4.    LTE 子载波间距几乎都落在 15 kHz，但 5G NR 却能给予较多弹性，让子载波间距订为15 kHz x 2n。在 5G NR，可允许的最大子载波间距为240 kHz，并保留给使用400 MHz载波频宽的情况使用。

5.    从频谱的特性而言多数的运营商会拥有低、中、高频段三层组网，低频段700MHz做覆盖层，2.5GHz做容量层，毫米波做高容量层（热点）。