解决频段零散化问题,LTE数据机支持载波聚合
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载波聚合(Carrier AggregaTIon)技术将有助长程演进计画(LTE)加速普及。 LTE使用频段过于纷乱,已成为全球电信业者布建基础设施时的一大挑战,因此晶片与设备商已积极导入载波聚合技术,协助电信业者提高频段利用率与使用弹性,以加快其商转脚步。
随着消费者对移动网路频宽需求日益提高,如何有效处理资料流量已成为智能手机、平板装置和其他资料运算设备的重要卖点。为此,负责推广全球移动通讯系统(GSM)、宽频分码多重存取(WCDMA)、长程演进计画(LTE)的工作组织--3GPP,早在数年前就开始投入研究下一阶段移动通讯技术演进方向,以因应未来移动市场对以资料为中心的无线解决方案的需求。
增进频谱效率/频宽LTE载波聚合发功
4G LTE有助移动通讯技术统一,并改善以往2G、3G时代中,各种技术分散发展的纷乱状况,而4G设备也将为电信、晶片和终端品牌商带来新的获利契机。不过,由于全球可用频段相当复杂,因此,如何解决频段支持问题将是上述业者最大的挑战。
以GSM为例,要覆盖全球范围须支持四个频段,而WCDMA、高速封包存取(HSPA)则需五个频段,截至2012年12月,更已有超过十个频段部署LTE,且数目还会持续增加。
这种频段分散化的状况,系各地区自行决定频谱分配的结果,当然,各国亦计画提议将部分频段指定为全球漫游频段,以解决频段过多的困扰,但目前仍未有明确进展。到2014年,一部设备可能须支持五到六个频段才能满足一个电信营运商的要求;况且,未来LTE在全球范围内,最多可望使用约十八个频段(图1),意味着高效率的多频段支持对于解决设备全球通用问题的至关重要。
图1:移动通讯技术支持频段数量演进趋势
事实上,早在LTE标准发布以前,很多电信营运商就开始为下一步部署LTE-Advanced做准备,此技术提出载波聚合(Carrier AggregaTIon, CA)的概念,将为终端用户带来更高的网路效率和传输速率,并支持各种先进应用场景。
由于频宽与资料吞吐量是两个典型的正相关因素,频宽愈大,吞吐量愈高。一般来说,一部手机在同一时间只使用一个频段内的一个载波,透过整合两个频段或同一频段的多个载波(图2),就达成所谓的载波聚合,可利用更多射频(RF )资源,扩增有效频宽。目前在所有的连续频谱分配中,超过90%的频谱只能空出15MHz的频宽或更低,大部分甚至低于10MHz,这一限制使很多营运商须使用载波聚合,否则很难支持100Mbit /s或更高传输速率。
图2:载波技术概念图
尤其美国频谱资源切割非常细,零散化情形严重,少有营运商能拥有连续20MHz的频谱,因此美国市场未来将是载波聚合技术的最主要推动力之一,相关电信商的LTE载波聚合解决方案将于2013年推出,预计2014年将更进一步扩大发展规模。
此外,韩国与日本电信商亦已有实质性的载波聚合方案,第一阶段将聚合最高20MHz频谱,让用户获得150Mbit/s的下行资料传输速率,未来此数字甚至还会更高。同时,欧洲电信业者也有意采用载波聚合,但并不急于推广,因营运商已在1.8或2.6GHz频段拥有20MHz频谱资源。