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全球LTE標準必要專利佈局(一) LTE技術持續演進的重點方向

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科技產業資訊室 (iKnow) - 賴明豐 發表於 2014年12月18日
LTE技術持續演進的重點方向:傳輸率、延遲、交遞換手跟功率效能。隨著3GPP從2008年12月底定第八版規格,也同時向全球宣告行動通訊技術已經正式邁入LTE時代,確認通訊技術已經從過去GSM時代的GPRS/TDMA、WCDMA/HSPA架構,持續朝向LTE-FDD/TD-LTE相關技術演進改善;一直到2011年6月第十版規格出爐後,LTE才算是真正比過去3G模式下傳輸速度快上近百倍的豪語,從過去下行14Mbps/上行5.8Mbps飆升到下行1Gbps/上行50Mbps的境界。這三個版本之後,3GPP主要演進項目可以概分為七個面向(如圖一所述),包括多工模式、頻段規劃、天線功能、跨協定溝通機制、用戶管理、網路管理與服務層面的提供等等。很明顯,第十版演進重點主要延續了第八版討論項目再作改善,以符合IMT-Advanced對4G的要求。而第九版則增加討論有關IMS/MBMS機制的強化作法,以及透過演進封包系統執行定位服務跟手機警示系統的設計。
 
另外,針對下行方向的波束技術進行強化,例如64QAM及MIMO的雙資訊流模式下的波束技術,以及針對不支援MIMO機制的手機提供傳送分集的延伸功能。
 
圖一、LTE第八版到第十版重點討論技術項目
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一路下來技術的演進,讓LTE不斷增益可能的傳輸率,光是可用頻寬就從第八版最多20MHz倍增到第十版的100MHz,峰值資料傳輸率在8下行與4上行的SU-MIMO架構下,下行方向從原本的15bps/Hz增加到30bps/Hz,上行方向也從3.75bps/Hz增快到15bps/Hz;U-plane/C-plane延遲狀況也從第八版的30ms/100ms腰斬到10ms/50ms。另外一個重點就是針對小區邊緣的行動裝置通訊品質進行強化的機制。基本上,有兩個重點作法,第一個就是多個基地台間執行CoMP機制彼此協調完成資料傳輸工作,第二個就是強化行動裝置在不同基地台間進行交遞換手的動作,包括放大從基地台傳送時的訊號,再整合MAC機制往上層傳送,透過中繼基地台Mobility Management機制滿足交遞換手需求。

不過,在這些交遞換手或彼此協作機制中,都必須考量到功率效能問題避免對其他小區或其他頻段信號產生不必要的干擾。也因此,在第十一版中討論的項目也延續前述的四個重點提出改善技術,包括上下行多點聯合協作進行資料傳輸的機制(CoMP)、改善小區間干擾緩解協作機制、強化實體下行控制通道機制,以及在同一個裝置中同時接收並處理不同通訊協定但彼此間使用鄰接頻段時可能產生的干擾問題等。

今年將會底定的第十二版則是將討論的重點放在小型基地台上的雙連結機制(Dual Connectivity)、多頻載波聚合技術(讓行動裝置可同時運作TD-LTE與FDD-LTE兩種模式以及可彈性使用的三個載波20MHz-150Mbps/ 10MHz-75Mbps/ 20MHz-150Mbps)、整合WiFi達成Off-load目的(加強型ANDSF),以及D2D的public security議題。

而下世代5G行動通訊技術規格,3GPP規劃可能會在2017年進行討論。不過,在此之前,還有其他六個技術項目需要被討論到,如圖一所示,包括Push-to-talk、軟體定義網路(SDN)、使用者端壅塞問題、免許可頻段LTE解決方案、虛擬化與雲端應用。整體來看,LTE技術持續演進的重點方向會以持續增加傳輸率、降低延遲、增進交遞換手效率並考慮功率效能議題等等;最重要就是為LTE找出商業價值與市場機會,為更多消費者提供更優質的個人化行動雲端服務體驗。(1400字;圖2)


 圖二、LTE第十二版到第十五版預定討論技術項目

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(誌謝:經濟部智財局委託執行之103年通訊產業專利趨勢與專利訴訟分析研究計畫)

 

本網站相關連結:全球LTE標準必要專利佈局(二)全球廠商佈局重心仍於3GPP第十版技術規格

 


 
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