即將從實驗階段走向商轉的5G行動寬頻網路，將帶來人類生活面貌的翻轉與躍進。你一定要盡快認識它……

序一 |李大嵩

第一代行動通訊技術（1G）自1980年代開始發展，僅能提供少數用戶一般語音傳輸服務；第二代行動通訊技術（2G）於1990年代拉開序幕，最早的文字簡訊也從此開始，隨著技術進步和市場普及，用戶數開始大幅提升；第三代行動通訊技術（3G）於2000年代問世，標榜多媒體服務和更大的系統容量，在智慧型手機的誕生後，3G系統的能力更進一步受到消費者重視；第四代行動通訊（4G）於2010年代誕生，除了可以欣賞串流影片，更有效解決了3G系統容量與服務品質的窘境。隨著科技與應用的日新月異，4G也將逐漸無法滿足用戶的服務成長，在此一生態條件下，第五代行動通訊（5G）應運而生，以解決未來多樣化、高強度的行動寬頻應用需求為己任。
5G行動通訊服務將不限於消費者的範疇，任何設備都可存取網路內容，其面臨的基本挑戰包括：超高速傳輸、極高用戶密度、高行動速率、極低延遲、極可靠、大量裝置連結，與極低耗能等，因此5G系統除基於現有系統持續演進，同時引入大量新興概念與技術如：非正交波形（Non-orthogonal Waveform）、毫米波（Millimeter Wave）、大規模多輸入多輸出系統（Massive MIMO）、全雙工（Full Duplex）和網路切片（Network Slicing）等。藉由前述技術，5G系統將可支援三種主要應用場景：增強版行動寬頻（Enhanced Mobile Broadband, eMBB）、高可靠度且超低時間遲延通訊（Ultra Reliable and Low Latency Communication, URLLC）和大量機器型式通訊（Massive Machine Type Communication mMTC），這些場景皆為現有4G系統所無法支援。5G系統將改變整個行動寬頻相關生態體系，包括無線接取、核心網路、設備裝置與雲端服務，服務對象也將由消費者用戶，延伸到商業、物流和智慧物聯網，其發展潛力不可限量。
本書主旨為簡介第五代行動通訊技術與服務，全書主要分為三部分：第一部份以輕鬆方式帶領讀者進入5G異想世界；第二部份側重與5G相關性較高的行動通訊系統介紹；第三部分側重5G的技術標準介紹和各國5G服務之發展趨勢，茲略述如下：
技術部分：首先介紹5G關鍵技術，包括情境感知、智慧型通訊裝置、大規模多輸入多輸出系統、異質性網路、雲端無線接取網路、軟體定義網路、毫米波系統、全雙工無線電技術及頻譜共享技術等；其次分別介紹關鍵技術之架構，並提出其架構之優點；最後說明關鍵技術的整合和其綜效。
服務部分：首先用運用生活實例解說5G在未來的重要性，並介紹國際電信聯盟（International Telecommunication Union, ITU） 針對5G所訂定之性能規範與應用場景；其次，針對各國5G應用發展趨勢與遠景加以說明，包括大容量、超高速、大連結、低延遲、高可靠度和低耗能等面向，並探討各國5G關鍵技術的試驗與實現進展；最後，由多重面向探討5G的議題和觀點，如商業價值、產業發展和資訊安全，說明5G未來的發展趨勢與遠景。
本書的宗旨在透過簡明易懂的敘述，讓讀者能體會5G在未來日常生活中所扮演的重要角色，並使用貼近生活的實例，提供讀者有關5G系統原理和實務的基本介紹，希望讀者能藉由本書一窺5G的秘境與美景。
李大嵩
國立交通大學電機工程學系
 
序二 |胡志男
能與國網中心好夥伴們執行科技部計畫是幸福的！
能有IEEE Fellow交通大學李大嵩教授（曾任財團法人電信技術中心董事長）的大力支持與指導，更是奢侈的幸福！
雖然陌生，卻又息息相關；雖然貼近，卻又遙不可及！這是人們對於行動通訊最直接的感受。在行動通訊2G、3G、4G乃至5G發展的洪流中，從類比到數位、從語音到數據、從專屬到滙流，就像在寂靜的池子裏，每十年就丟下石子，不斷激起了一片片漣漪……
行動寬頻網路的發展與智慧型終端裝置的普及，已讓行動寬頻服務從食、衣、住、行、育、樂不經意間成為生活中的一部分，例如在Facebook分享生活中的點滴、利用LINE與三五好友連繫分享新知、觀看Youtube影音內容、行動電子商務等。
5G大量連結的網路性能將開啟物聯網的發展；5G高可靠度與低時間延遲的通訊品質，正是工業化4.0、智慧工廠、行動醫療、急難救助等重要任務型服務的網路要求；5G高速的行動寬頻傳輸，將比現階段的傳輸速率高出百倍甚至千倍，提供行動寬頻的極致用戶體驗。
承襲《4G生活大未來》一書的經驗與好評，在科技部支持下，我們再次執筆希望能以更生活化的方式，引領讀者輕敲5G大門。
胡志男
奇景光電總經理室
 
序三 |蔡一郎
5G的時代即將在2020年來臨，新的數位世代加速度各種新創的資訊科技與應用，高頻寬與快速的資料通訊成為基本的要素，當網路串連了人與人、人與裝置、裝置與裝置之間的資訊交換，延伸了傳統的資訊服務，透過雲端所提供的服務平台，將每個人所需要的資訊能夠在新世代的通訊架構下，縮短了取得資訊的時間，並且加速了對於資料的應用，智能服務即將涵蓋各個不同的層次，範圍從居家環境到城市生活，乃至於連結全球的脈動，這些未來的場景，即將在下世代的通訊時代所實現。
本書從5G的發展與相關的通訊理論切入，進一步介紹實際應用在未來的生活場景，描繪出在5G時代的智慧應用，尤其在高頻寬的網路通訊環境中，提供更多樣化的應用與提供改變未來的能量，科技始終來自於人性，追求創新與便利的企圖心，不論在那個世代都有翻轉與改變現況的能量，未來將會是一個以人類需求為導向的世代，追求下一代的行動通訊已是許多國家發展的重點項目，掌握核心的關鍵技術與影響世界的應用場景，都將成為追求更加卓越的目標。
此次擔任科技部「資訊安全開放資料平台研發與惡意程式知識庫維運」計畫的共同主持人，除了深入資訊安全領域進行相關核心技術的研發之外，對於未來即將帶來改變世界的5G世代，其中除了應用的場域之外，也由本身的資訊安全專業角度思考是否潛存的資訊安全風險，及早因應可能因為新世代的帶來，所帶來新的資安挑戰。

蔡一郎
2017/6/6

無。

國家高速網路與計算中心

國家高速網路與計算中心（簡稱國網中心），於1991年成立，擁有全台灣唯一共用之大型計算平台及學術研究網路設施，肩負計算、儲存、網路、平
台整合的前瞻雲端技術先導角 色，提供國內各界高速計算、高品質網路、高效能儲存、大資料分析及科學工程模擬等雲端整合服務。