18. 5G毫米波-聊聊5G毫米波如何透過波束來作傳輸

5G毫米波透過設計多個天線的陣列天線, 形成波束, 進行有方向性的指向性傳輸. 指向性傳輸比較麻煩的是像目前家中的電視遙控器, 必須需要找到傳輸對象的位置, 將波束指向該位置才能夠有效傳輸, 而無法像現在的WiFi, 藍芽, 或是4G手機, 不需要考慮方向就可以使用.

手機與基地台之前的溝通, 與WiFi和AP的溝通並不相同, 手機基地台是中央集權制, 手機能不能通訊, 何時能通訊都需要先向基地台提出申請, 獲得基地台的核准之後才能開始進行傳輸.

基地台發信號給手機, 叫做'下行', 手機發信號給基地台叫做'上行', 上行與下行各有不同的傳輸格式與不同的技術與資源需求.

特別是當我們拿著5G毫米波手機剛到一個地方, 對於基地台而言, 並不認識這支手機, 包括他是4G還是5G, 有沒有支援毫米波, 使用的頻段, 頻寬, 與需要發射的功率...等, 手機與基地台之間必須先進行尋找, 溝通, 和註冊的過程, 才能開始與基地台通訊 開始講電話.

新的5G標準針對毫米波的部分訂定了所謂"波束管理"的流程, 來讓5G毫米波透過波束所進行的傳輸能夠有效率地進行. 

波束管理在基地台與手機一開始的接觸與連上網之後, 以及手機對基地台的上行或基地台對手機的下行，會各自使用不同的參考信號配合指向不同方向的波束來進行通道品質的估測, 以判斷手機的位置以及波束要指向哪一個方向才能夠有最佳的通訊品質。

5G毫米波的基地台必須使用多個不同指向的波束才能完全覆蓋整個蜂巢360度的涵蓋區域。