為了持續優化4G-LTE網路的運作效能，國際標準組織3GPP持續不斷在演化改善4G-LTE技術標準，大致上會以智慧家庭、物聯網與公共安全需求等需求做為制定相關技術標準的基礎。相關技術研發的熱點包括如何將不需授權就能使用的頻段中運作4G-LTE、載波聚合技術、機器類型通訊、裝置對裝置通訊、全方位多重輸入多重輸出、多用戶共享傳輸頻段技術、室內定位，以及如何針對特定區域進行群播服務等等。
圖一、4G-LTE技術發展的新熱點 朝智慧家庭、物聯網與公共安全需求邁進
表一、4G-LTE技術發展新熱點
| 在不需授權就可以直接使用的頻段中運作(LTE-U) |
應用在小型基地台層級相關服務 |
| 載波聚合技術(CA) |
市場已逐漸往使用三個載波傳輸資料發展 |
| 機器類型通訊(MTC) |
應用在IoT，例如穿戴式裝置、遠距醫療追蹤，或是聯網汽車 |
| 裝置對裝置通訊(D2D) |
應用到公共安全防護與救災機制 |
| 全方位多重輸入多重輸出(EB/FD MIMO) |
達成訊號分流並視需要強化特定用戶訊號強度 |
| 多用戶共享傳送頻段技術(MUT) |
應用在多媒體影音服務，例如IPTV |
| 室內定位(Indoor positioning) |
可結合大數據分析消費者行為優化客戶購物體驗 |
| 在單一小區中支援群播服務(SC-PTM) |
應用在公共安全防護與救災機制 |
首先就是解決急速增長的行動數據流量需求，營運商希望能讓小型基地台擴大使用到像是WiFi用的頻段(即LTE-U)，才能滿足日益增加的行動通訊需求。第二個方法就是透過改善載波聚合機制，讓營運商可以同時使用更多載波傳輸資料。以目前來看，絕大多數的營運商仍然使用兩個載波來傳送資料，未來則會以三個載波為主流，提供消費者最快的上網傳輸速度，享有最大頻寬、最快速度、最佳4G-LTE覆蓋。
再來就是持續優化傳輸效能。像全方位多重輸入多重輸出(即EB/FD MIMO)就是為了改善訊號發送的涵蓋範圍，而以3D波束形成多個獨立的訊號傳送路徑。其中，「3D」是指在天線運作參數中加入方向跟高度的資訊，讓多根天線之間製造出彼此分離的訊號波束，再各自獨立傳送給不同用戶達到訊號分流的目的。而多用戶共享傳輸頻段技術(即multi-user transmission techniques)則是特別針對多媒體影音服務(例如IPTV)，把多個用戶的資訊聯合疊加在一起傳送出去；用戶收到後，只要從中剥離出自己需要的資訊就可以了，藉此緩解4G-LTE網上的資訊流量。
針對現在最熱門的物聯網IoT應用，3GPP則制定了機器類型通訊機制(即Machine-Type Communications)與室內定位技術。讓機器對機器、不同裝置間能夠互相溝通並進行資料的傳輸交換，如果再進一步結合精準的室內定位服務，就可以應用在像是穿戴式裝置、遠距醫療追蹤、聯網汽車，或是零售業者透過大數據分析消費者行為之後，提供正在逛街購物的消費者即時的產品促銷方案等等，用來優化消費者享受IoT服務的體驗。
另一個熱門的服務需求則是針對公共安全防護與救災機制提出的技術，包括裝置對裝置通訊(即D2D)與如何針對特定區域進行群播服務。前者是用來滿足第一線人員在資訊傳輸、溝通互動與訊息交換上的需求，讓終端裝置搜尋到附近終端後就能直接啟動相互之間的對話溝通或資料交換。D2D也被視為是未來5G代表技術之一。而後者則是針對災害事故發生區域範圍內的用戶即時傳送大量重要通報訊息，讓營運商不必對所有用戶進行廣播，而選擇只對特定區域的多個用戶傳送相同資訊。這個做法也能避免因為臨時流量爆量而使整個網路癱瘓掉的風險。
基本上，全球4G-LTE技術發展相當快速，相關標準不斷推陳出新持續演化，而這些新技術都是未來實現物聯網美麗新世界的重要基礎。而許多國家都將物聯網視為產業升級的機會，可能開拓出的商機範圍從智慧家庭、車聯網到智慧城市，或是公共安全領域的應用等等都有很多機會。因此，不論是政府或國內產業都必須積極擬定4G-LTE技術發展策略，儘快切入布局新興技術，才能順利銜接到下世代行動通訊技術，掌握市場商機。
(本文刊登於經濟日報2016/04/03)
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