依照5G應用裝置的功率分類,5G智慧型手機是屬於第三類,最大發射功率(max TRP)是23dBm,大約是200mW,因為1dBm=10log10(P/1mW),亦即大約是-7dBW,因為1dBW=10log10(P/1W)。GTX是發射端(手機)的天線增益(dBi),理想值是零或比零大,但一般的智慧型手機的實際天線增益是負數值較多,此處假設GTX為-5dBi。GTX的單位是dBi,是與位於相同距離的全方向性天線(Isotropic Antenna)的訊號強度之比取對數值,。GRX是接收端(低軌通訊衛星)的天線增益(dBi),以「BlueWalker 3」低軌通訊衛星為例,它的最大GRX值是36dBi。綜合上述數據,並忽略公式(1)中的LTX、LM、LRX,可以得出PRX=PTX+GTX-LFS+GRX=-7dBW-5dBi-152.1dB+36dBi=-128.1dBW≅-98.10dBm,以4G/LTE的參考訊號接收功率(Reference Signal Received Power, RSRP)而言,由於-98.10dBm比-100dBm大,所以在上述的例子裡,從智慧型手機發射到低軌通訊衛星接收的訊號品質,屬於堪用的中等(Fair to Poor)這個等級。
低軌衛星通訊傳輸速率
此外,為了求出從智慧型手機到低軌通訊衛星的上傳資料速率(Uplink Data Rate),還須考慮到熱雜訊功率(Thermal Noise Power)問題。熱雜訊是由電子擾動產生的熱能造成的,跟絕對溫度和頻寬有關。公式(5)是最小熱雜訊功率Pn(dBW)的公式,其中k是波茲曼常數(Boltzmann Constant)等於1.374×10-23(joules/°K),B是頻寬(Hz),T是絕對溫度(°K)。
若將公式(8)中的ηBW、η、ηSNR都設為1,公式(8)就變成公式(6)。因為手機訊號的傳收是經過許多不同電信業者的交換機、載波通道和頻帶,所以不同載波頻率的傳輸路徑損耗和SINR也會不同。但只要觀測的採樣值夠多,屬於隨機變數的訊號與干擾加噪音比的平均值會趨近常態分布。幾何因子就是這些訊號與干擾加噪音比的集合,其分布情形稱為累加分布函數(Cumulative Distribution Function, CDF)或機率分布函數,簡稱分布函數值,其數學表示式是F(x)=P(X≤x),X是幾何因子,它是訊號與干擾加噪音比的集合,落在(-∞,x),x是實數(x∈R)。x是指定的載波頻率的SINR。
愛立信高級副總裁兼首席技術官 Erik Ekudden 表示:“愛立信、泰雷茲和高通技術公司之間的這種測試和驗證合作將成為通信史上的一個重要里程碑,因為最終結果將有效地意味著,無論您身在何處在地球上——在海洋中間或最偏遠的森林——將通過協作的 5G 衛星和地面連接提供高端、安全和具有成本效益的連接。”
Qualcomm Technologies, Inc. 工程高級副總裁 John Smee 表示:“要讓 5G 兌現無處不在的連接承諾,它還必須能夠在不存在地面蜂窩網絡的地區提供網絡覆蓋,無論是在海洋或偏遠地區。我們計劃與愛立信和泰雷茲合作的研究將為使這項重要技術成為現實邁出重要的一步。我們期待這次合作能取得怎樣的成就。”
泰雷茲戰略、研究與技術執行副總裁 Philippe Keryer 表示: “5G 網絡的部署標誌著電信行業的重大變革。它改變了遊戲規則,不僅在商機方面,而且在連接和保護數十億人和物所需的技能方面。泰雷茲通過集團的不同活動深入參與其中。與愛立信和高通技術公司的研究合作將證明我們公司的信念,即 5G 非地面網絡將為這場革命做出貢獻,並將網絡彈性和安全性提升到一個新的水平。“
不過,Ampere並不是唯一有爭議的 Arm 產品。Nvidia Grace Hopper「超級晶片」的 Grace 部分也是基於Arm的 GPP。在 RAN 範圍之外更為突出的是Graviton,這是一款由 Amazon 使用 Arm 藍圖構建的晶片,並且已經部署在其 AWS 雲端子公司的資料中心中。當 Counterpoint Research 計算資料中心中央處理器 (CPU) 供應商 2022 年的市佔率時,AWS 以 3.16% 的市佔率位居第三,僅次於英特爾和 AMD。為培育 Arm 生態系統,AWS也一直在幫助Arm移植和改編為x86 編寫的軟體。
Parallel Wireless的小型 RAN 軟體開發商展示與 x86 和基於 Arm 的第1 至第3 層GPP 相容的技術。它在一定程度上透過觀察並向超大規模供應商學習來實現這一目標。Parallel Wireless 英國研發主管 Nicolas Scheidecker 表示,他們在各種工作負載中同時使用 x86 和基於 Arm 的晶片。
這一切都表明 2024 年可能是Could RAN 改變遊戲規則的一年。然而,在可預見的未來,Intel可能仍然是最大的參與者。相較之下,Arm 的生態系統還不成熟。Intel認為沒有兩款基於 Arm 的晶片是相似的,這可能是有道理的。英特爾網路和邊緣事業部總經理 Sachin Katti在2023年9月表示:“Arm的每個變體都是不同的,因此 Ampere 的 Arm 產品與 AWS 的 Arm 產品不同,並認為為Ampere 編寫的軟體無法輕鬆移植到在 AWS 上運行的 Arm。”
不管怎樣,一級電信公司沃達豐的技術長對開放和虛擬 RAN 概念表示不滿,因為這將使他依賴單一晶片製造商。沃達豐顯然有足夠的動力參與英特爾替代方案的試驗。基於 Arm 的系統的基礎終於就位,今年將展示該ARM是否能夠在Cloud基礎上快速發展;然而這一切值得令人期待,畢竟打破壟斷,進而多元商供應是眾所期待之事[4]。
其實微軟早在2016年就選擇和高通一起進行Windows on ARM的計畫,而且高通還獲得獨家授權,可以在2024年之前獨家開發與Windows相容的晶片。但是微軟表示不想依賴Intel、高通,也不想再依賴單一的供應商。因此微軟鼓勵其他公司在高通的排他性協議到期後進入該市場領域。此外,不僅是Nvidia,AMD目前也正計畫開發基於Arm架構的PC晶片。Nvidia和AMD的Arm架構處理器將會在2025年,將是在高通的獨家協議到期後正式開售。