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LTE-A技術展望與台灣能扮演的角色

關鍵字:LTE-A
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科技產業資訊室 (iKnow) - Philip C.F. Wen 發表於 2013年7月1日

雖然LTE(Long Tern Evoluiton,俗稱4G)已經在全球各地推行了一段時間,但目前LTE版本並未符合4G的規範,不僅是因為速度不夠快,且在無線電發送的技術和架構上,仍存在著一些問題,顧催生了LTE-A(Long Tern Evelution Advance),版本代號為Release 10以及Release 11。


LTE-A在技術方面有別於LTE的點主要為

  1. Carrier Aggregation: 此項技術為拉高頻寬主要的點,意義在於,因為物理極限與設計的影響,在能使用的資源有限的情況下,利用幾個小的連續頻帶集合成大的頻帶,例如現役的LTE最的大寬帶為20Mhz,但在LTE-A即可用5個20Mhz集合起來達到100Mhz的效果。
  2. Coodinated Multipoint (CoMP) Transmission and Reception: CoMP提供了小區域內的用戶互相協調的機制,在小區域用戶在傳送與接收訊息的同時,信號不會互相干擾,並且CoMP也提供了聯合接收與協調調度的功能,此項技術也是LTE-A大量提高傳輸速度的重要技術之一。由於3GPP的研究顯示,目前LTE的使用客戶有將近80%以上都是在室內操作手機,尤其又以城市使用LTE網路的密集度相當高,一個基地台要負擔的用戶太多,所以訊號分配一直都是很大的問題,在CoMP的技術提出後,一個終端用戶可能同時支配多個基地台,進而能有效降低信噪比,達到提升網路效率的效果。
  3. UE Dual TX Anttena Solution for SU-MIMO and Diversity MIMO: LTE Release 8在接收天線的設計上為4個接收通道以及1個發送通道,最大支援到向下4層,另外LTE也支援了MU-MIMO(Multi-user MIMO);在LTE-A增加了SU-MIMO(Single-user MIMO),以及SU-MIMO與MU-MIMO的動態切換功能,也因為SU-MIMO的關係,除了原有4個接收端外,發送端可以達到4個,而接收端可達到8個通道,進而提升了MIMO整體的效率,讓LTE-A的理論值可以達到1G上/下傳。

2013年6月三星發表了第一款支援LTE-A的手機Galaxy S4 LTE-A,其搭載的通訊處理器為高通的MSM8974 Snapdragon 800的晶片,這也凸顯出高通在LTE-A的領先優勢;另外,在2013年6月韓國電信商SK Telecom(鮮京電信)也推出了商用的LTE-A服務。在台灣方面,由於台灣早期著重在WiMax技術的開發,在LTE上並沒有傳統的通訊大廠著墨這麼多,但隨著LTE-A開始慢慢受到國際電信商青睞後,台灣也以工研院為首,帶領台灣下游的通訊產業進入LTE-A的開發。工研院雖然無法參與LTE-A核心製定,但其在LTE-A以及一些通訊技術上也有一些著墨。工研院一方面在通訊技術上作研究開發,發表一些通訊技術上的研究計劃,以取得LTEA標準的資格;另一方面由工研院資通所所主導的人才擴散計劃,藉由工研院技術能量所培養的人才可以進入業界,給予廠商需要的開發協助,如IC設計廠聯發科與源耀科技,或是品牌廠宏基與宏達電。

然而LTE-A也有許多面臨的困難,例如大部分的營運商才在2010年或2011年開始佈建好LTE的基地台,如果要在短期內升級的話又是一筆開銷,雖然說LTE-A在數據成本上能夠有效的降低,但對於營運商來說,在客戶族群沒有明顯上升的條件下,鋪建LTE-A並沒有直接的誘因。另外3GPP目前仍然對於LTE-A設下許多嚴格的限制,令得LTE-A的規格仍然有許多變數。

對於台灣來說,台灣在LTE的鋪設腳步落後於其他的國家,正好可以考慮再未來鋪設的計畫以LTE-A為主,讓台灣的電信可以在一開始就處於領先的科技,並且可以降低未來需要升級的開銷。(1020字;表2)

表一、傳統LTE與LTE-A的比較

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圖表來源:中興通訊 2013年6月

圖一、 HSPA+與LTE-A的演進圖

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圖表來源:Android Authority 2010年1月


 
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