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異質網路聚合技術相繼到位 LTE-A蓄勢待發

  • DIGITIMES企劃

南韓電信商LG U+是全球首家提供LTE-A商用服務的電信商,高速傳輸超越有線網路效能為其主打賣點。LG UPlus
南韓電信商LG U+是全球首家提供LTE-A商用服務的電信商,高速傳輸超越有線網路效能為其主打賣點。LG UPlus

LTE-A(Long Term Evolution–Advanced)可以說是近期電信產業最熱門的話題,3GPP(Third Generation Partnership Project)正積極制定LTE-A規範,而在2014年LTE World Summit會議中,除前瞻的5G電信應用議題備受關注外,從VoLTE(Voice over LTE)、LTE漫遊服務、LTE行動數據傳輸、LTE Advanced Heterogeneous Networks(HetNets)均為議程探討重點議題。

提升LTE行動數據傳輸效能的載波聚合技術,更是重點討論焦點,如分頻多工Time-division duplex Frequency-division duplex(FDD)與分時多工Time-division duplex(TDD)的載波聚合應用技術,因能有效提升數據傳輸效能,相關議題更受到高度關注。

南韓電信商LG U+在2014年第三季已成功將LTE-A商用服務上線,傳輸效能可達225Mbps。LG UPlus

南韓電信商LG U+在2014年第三季已成功將LTE-A商用服務上線,傳輸效能可達225Mbps。LG UPlus

Samsung在Galaxy S4智慧手機,已預先實作LTE-A數據接取支援。Samsung

Samsung在Galaxy S4智慧手機,已預先實作LTE-A數據接取支援。Samsung

商用服務擴散速度快  加速LTE-A進階技術需求

由於全球主要電信商,在部署4G行動數據網路的速度驚人,不只是基地台的佈建速度快,對應的數據傳輸服務,因為效能比原有的3G行動數據傳輸,有的顯著提升的效益,透過4G行動數據網路產生的數據接取資料量也正呈現急速驟增趨勢,LTE高速行動上網的導入應用速度與週邊服務需求,也進一步增強電信商持續投資佈建更高速的LTE商用服務信心。

由於LTE-A Release 12應用規範,主要為借助載波聚合技術來更進一步提升網路傳輸效能。有鑑於此,全球主要LTE電信商正積極部署載波聚合應用技術,為LTE-A Release 12版應用部署積極熱身準備。

LTE-A Release 12版本,傳輸效能擴增的技術發展主要重點在於,行動數據網路的網路容量(Network Capacity)、行動網路頻譜資源與基地台邊緣效能(Cell Edge Performance)提升,同時在規範中追加VoLTE與IoT(Internet of Things)應用關鍵的裝置對裝置通訊Device-to-device communications(D2D)及機器類型通訊(Machine Type Communication)等未來創新應用服務規範。

尤其是新業者在4G頻譜釋出階段積極搶進無線通訊市場,而在部署4G通訊應用無法迴避的現實,是現有頻譜資源過於零散問題,已有電信商著手運用載波聚合技術整合手上的頻譜資源,將不連續頻段進行整併,同時提升行動數據網路的傳輸速率。

LG UPlus電信  首家LTE-A商用網路服務上線

如LG UPlus電信即導入LTE-A,透過載波聚合將行動數據網路服務速度提升至150Mbit/s。檢視載波聚合應用技術,應用可透過Intra-Band Continuous(同頻連續)、Intra-Band Non-Continuous(同頻非連續)、Inter-Band Non-Continuous(跨頻非連續)3種不同技術實踐,獲得更佳的頻寬表現,LTE-A Release 12應用規範,則是把載波聚合技術實踐以FDD、TDD間頻譜資源聚合應用為主。

至於FDD與TDD技術方案,其實已為LTE能以支援高效能無線數據傳輸的兩種技術實踐方案。若觀察主流電信業者,目前使用FDD傳輸方案的電信業者數量較多,由於TDD具備可善用小區段頻譜運行的技術優勢,對頻譜資源不連續或急需橫向擴充整合的電信商而言,若能利用FDD與TDD異質傳輸技術,搭配多段頻譜間載波聚合技術,整合可用頻譜資源,將可輕易針對用戶使用情境,進行LTE升速機制處理,改善LTE傳輸效能限制,而LTE-A受電信商強烈關注的重點,即在其可建構更趨實用價值與商業優勢的FDD/TDD Heterogeneous Network(HetNet異質網路),充分利用頻譜資源,提升用戶資料傳輸速率。

不讓南韓電信商專美於前,大陸相關LTE電信服務商也已積極投入LTE-A商用服務部署,針對具商業應用價值的載波聚合技術應用方案,大陸工信部準備以LTE-FDD商用牌照因應,搭配已商轉上線的TD-LTE無線傳輸數據服務,為未來TDD/FDD複合網路聚合應用提前打底。中國電信、中國聯通目前已在16城市進行TDD/FDD進行載波聚合實驗測試。

滿足商業需求  提供TDD/FDD異質網路聚合為賣點

雖說LTE-A技術對頻譜資源有限或不連續的電信商來說益形重要,但實際上要實踐LTE-A對異質網路的聚合支援並不容易。

首先,載波聚合技術的組合架構本身就具一定技術難度,頻段或是不同傳輸技術聚合,易受地區環境差異影響,另在終端設備,如智慧手機、平板電腦的通訊模組架構複雜度更高,像是系統功耗、自動阻隔、複用天線設計與設備的電磁檢驗等各方面硬體實作技術,難度都會較一般通訊服務支援的終端複雜度更高,而對終端產品的基頻處理器選用解決方案,也會直接左右LTE-A傳輸效能與整合後的硬體實用價值。

據全球行動設備供應商協會(The Global mobile Suppliers Association;GSA)最新統計顯示,直至2014年6月全球已有300個LTE商用服務網路,應用LTE-TDD技術方案的商用服務有36個(24個國家運行),而使用LTE-TDD技術方案的商用服務中,已有13個應用服務可以達到同時支援LTE TDD/FDD雙模網路應用。

推動LTE TDD/FDD多模網路的聚合應用,可減少兩種無線數據接取方案的技術差距、同時可增加有限頻譜的資源使用效益,甚至可改善多終端支援與無線數據接取的漫遊與互連與互連電信服務體驗。

在GSA公開的資料顯示,在LTE多頻段支援方面,全球有43% LTE商用網路服務商採行1,800MHz(3GPP頻段3)部署LTE服務,而支援該頻段的終端設備裝置已累積高達769項,佔現有LTE終端裝置超過40%。

另GSA資料顯示,原有多數LTE終端設備以運行FDD模式為主,但目前可以相容支援LTE TDD模式的TD-LTE終端裝置設備數量持續增加,顯見載波聚合技術方案在電信服務商、終端設備製造商均一致看好其技術應用未來發展潛力。

尤其是LTE-A網路佈署的Cat. 4(第四類具下行速度150Mbit/s理論傳輸效能)與Cat. 6(第六類具下行速度300Mbit/s理論傳輸效能)的終端裝置,已有通訊設備、通訊晶片大廠積極推出相關應用方案與設備,連帶刺激電信服務商須加緊部署高速數據服務,滿足緊追在後的用戶需求。