LTE技術面面觀

當前競爭激烈的3G系統，經過一番整合之後，大致分為WCDMA與TD-CDMA兩種多重存取技術的UMTS歐系技術標準，以及CDMA2000的美系技術標準。為了迎接新一代4G行動通訊標準的到來，兩大標準各自推出3GPP與3GPP2兩個不同計畫。台灣羅德史瓦茲(ROHDE & SCHWARZ Taiwan)系統應用工程師楊聯甫表示，儘管如此，當前全球約有140個WCDMA網路上線營運中，截止2006年3月止，全球WCDMA用戶即突破1.2億大關。至於服務則包羅萬象，舉凡影像電話、視訊串流、行動電視到行動電子郵件等皆有。由此說明了WCDMA在今後3G乃至4G發展上實居於領先主導的地位。

楊聯甫指出，當前行動通訊標準的演化進程，在3GPP陣營中，以GPRS與EDGE為基礎而發展演進的UMTS技術標準，經由HSDPA、HSPA、HSPA+ Rel.7/Rel.8，最後會進展蛻變成號稱3.9G的LTE標準。同樣的，3GPP2陣營從CDMA 2000開始，經EV-DO Rev.0到Rev.1，已經放棄了原本UMB標準的開發計畫，而決定也朝LTE標準發展。至於無線網路中的802.11n及802.16e的Mobile WiMAX都會進展到同屬Pre4G的80.216m Mobile WiMAX。

事實上，隨著4G腳步的愈來愈近，UMTS/HSPA數據封包從原先遠低於語音封包的數量，不但遠遠超過，而且以超過4倍年成長的速率不斷往上攀升。為了能因應日漸驚人的超高資料傳輸速率，同時能明顯改善延遲狀況，LTE遂成為兩大陣營一致認同的明日之星。這是因為LTE具備下行傳輸速率達100Mbps及上行50Mbps的能耐，並且在頻譜效率上獲得大幅改善，是3GPP R6的2到4倍之多。

在延遲方面，無線電存取網路可低於50ms；Control Plane資料處理單元從閒置到啟動不到100ms。在頻寬方面，支援5、10、15、20MHz等具擴展性的頻寬選擇，提供能在更窄的頻譜配置中更具彈性度的更小頻寬。同時，LTE提供極佳的成本效益，不論是投資成本或管理成本都可有效降低。LTE並支援不同類型的服務，尤以PS Domain協定層的服務為然。並且是當前唯一可在成對頻譜(Spared Spectrum)及非成對頻譜(Unspared Spectrum)使用同一平台的技術標準。此外，LTE還支援進階多媒體廣播群播服務(E-MBMS)。也因為如此，LTE受到全球絕大部分網路營運業者的全力支援。

楊聯甫解釋道，一般人多半會搞不清楚LTE、EUTRA(N)、Super 3G之間的差異，事實上，EUTRA(N)與Super 3G就是LTE，三者皆為3.9G。至於再接下來的LTE Advanced即為4G。相對於WCDMA所採用的CDMA直接序列展頻技術，LTE核心技術即為正交分頻多工(OFDM)的多工載波傳輸技術。OFDM可將可用頻譜切分成許多子載波，而且每個載波皆以低速率串流型態進行解調。OFDM具備許多優點，首先因為能對可用頻寬有效利用，因此能提供極佳的高頻譜利用率。對於多路徑傳遞所引發的窄頻同頻干擾、碼際干擾(ISI)與衰減具備極佳的抑制能力。此外並具備時間同步錯誤之低敏感度。OFDM也免不了有一些缺點，尤其是對頻率同步，以及移動時會產生的訊號頻率位移之多普勒效應(Doppler Shift)特別敏感。