卡位4G通訊新商機　LTE軟硬體方案決勝負

將受到LTE技術演進影響的利益相關方，包括原始設備製造商(OEM)、應用開發商、工程系統設計者和整合商，以及很多其他的組織。此外，包括智慧型手機和行動裝置，以及越來越多支持通訊功能的公用儀表、健康儀表、家電、車輛以及多種其他連接設備都將會開始採用LTE技術。然而，要發揮LTE網路和設備的全部潛能，還必須要克服一些艱難的挑戰。其中最重要的是，需要在世界多個地區部署多種LTE技術，並且採用不同的部署階段。

僅僅只是建立高效的LTE解決方案還是遠遠不夠。在由大面積3G網路所覆蓋分離的通訊系統中進行小型LTE接取時，需要實用的多模式/多頻率解決方案。開發全球通用的LTE支持產品同樣須要支持更多射頻和頻段，這將會進一步增加開發工作的複雜性和成本。就如同OEM必須要設法去解決這些複雜性一樣，產品和應用開發商同樣須要了解其複雜性，只有這樣才能夠正確且適當的評估通訊需求，並確保其產品能夠符合目標客戶的需求和預算。

LTE寬頻優勢彰顯

儘管爭論仍然圍繞目前的各種4G技術，但市場正迅速向LTE靠攏。全球行動供應商協會(GSA)報告指出，截至2011年3月，七十五個國家/地區的一百九十六家運營商正在對3GPPLTE系統進行投資。

事實上，GSA報告表示，與高速下行封包存取(HSDPA)和高速上行封包存取(HSUPA)的行動系統相比，LTE是歷史上發展速度最快的行動系統技術。即使對於已經遷移至HSPA+或正在擴展HSPA+部署的網路運營商而言，現在也將LTE視為其行動寬頻網路的最終統一技術。而在某些地區，LTE網路預計將比目前的行動電話和固定電話網路覆蓋範圍更廣，從而開闢眾多全新的市場。

導致這種快速增長的第一個推動因素，是隨著更多智慧手機、平板電腦、計算設備和連接式機器對機器(M2M)應用加入行動網路，讓全球行動數據流量呈現出爆炸式的增長態勢。連接產品越來越多地採用雲端計算和新型應用程式，也增加了行動寬頻的應用。這些趨勢不斷地要求行動寬頻設備提供速度更高、容量更大、延遲更低以及更加流暢和一致的用戶體驗，而LTE能夠解決所有這些問題。此外，該技術能夠提供以下特性：

增強用戶體驗

LTE支持設備能夠提供下行100Mbit/s與上行 50Mbit/s的理論峰值速率，因此大幅增加了系統容量並提升了數據傳輸速率。未來LTE技術，例如LTE-Advanced將支持更快的數據傳輸速度。LTE還能提供僅為3G技術十分之一的更低延遲，讓用戶上網的速度得到即時改善。例如，標準Web瀏覽器下載一個網頁可能須要來回發送和接收五十條消息。透過具有100毫秒延遲的典型3G網路進行連接後，無論連接速度有多快，下載該網頁的時間最低只能達到5秒鐘。然而，以LTE連接設備下載相同網頁的時間卻不到1秒鐘。由於LTE網路採用更加卓越的控制平台和數據平面系統設計，因此行動應用程式的性能更高。並且，LTE簡化了切換至2G和3G存取系統流程，進而使得這些切換過程對用戶完全透明化。

靈活擴展性 LTE固有的靈活性能讓連接設備製造商、網路運營商和用戶均能從中獲益。LTE服務可以部署到現有的2G和3G頻段(諸如2.6GHz這樣的新頻譜)，以及很多地區的更低頻譜中。因此，運營商可以重新使用2G頻段並將現有3G網路中的高容量數據用戶移走，使LTE用戶和現有3G用戶可以不必再與最繁忙的行動寬頻用戶共享資源，進而獲得更好的用戶體驗。此外，LTE還具有極佳的擴展性，能夠在多種頻段分配(從1.4M～20MHz)、上行和下行、成對和不成對等頻譜中工作。這種靈活性意味著正在開發的LTE設備和應用程式能夠使用更高速的網路和更大的容量，以及更寬的可用無線頻段。

大幅降低成本

LTE是一種基於簡化IP核心和傳輸網路的全IP 網路技術，這使得運營商的部署和維護成本大大降低。此技術的自配置和自優化功能同樣可以降低部署成本並縮短部署時間。這些特性能夠顯著降低每 GB數據的傳輸成本，並最終降低連接設備和應用程式的總體擁有成本。

LTE應用市場前景廣闊

鑑於以上優勢，LTE可以讓多元的用戶應用和連接產品受益。

例如行動視頻和遊戲等行動消費設備應用，能夠藉由LTE所提供的大容量和穩定流暢度，讓用戶體驗中獲得更佳的體驗效果。車用網路設備可以在汽車中直接應用各種寬頻服務，便捷生活。而家用網路設備則可以LTE寬頻路由器取代有線連接，進而拓展可尋址寬頻市場並降低安裝成本。

至於企業網路設備的應用，則包括從業務連續性解決方案到臨時網路連接、員工寬頻網路服務，以及M2M應用和服務在內的多種潛在應用。

除此之外，各種其他應用即使不需要更高的速度和更大的容量也可從LTE中獲益。例如，即使並不需要LTE級的數據速率，一些M2M連接設備製造商也正在開發具有LTE內嵌模塊的設備。而須要達到極低延遲或數據使用率較低，但通訊頻率很高的 M2M應用也可以充分利用LTE技術優勢，從優化的LTE控制平台得到更高資源效率。

不僅如此，如果希望盡量延長設備的使用壽命，LTE技術也同樣是理想的選擇。

LTE方案良窳攸關用戶體驗

LTE寬頻網路在優化行動應用程式和行動寬頻用戶體驗方面具有巨大潛力。但是，在實際設備和應用程式中提供此類優勢並沒有想中的容易。

LTE設備獲得成功的關鍵，不只是創建能夠實現最高可用峰值數據速率的產品而已，正在構建的LTE網路還具有不同的數據速率並位於不同的地點，要在這樣的環境中發揮作用，OEM和應用程式開發商所設計的解決方案必須能夠透過整個網路在當前及未來提供穩定良好的用戶體驗。因此，簡單地將LTE連接技術添加到設備是遠遠不夠的，必須花費大量的心思選擇合適的LTE數據機或內嵌模塊。

若要在未來4G主導的無線市場中獲得成功，OEM和解決方案開發商須要儘可能快速將產品推向市場。如果沒有將LTE技術的所有複雜性加以全盤考慮，則可能因無法通過網路運營商認證實驗室的認證或設備無法按照希望的模式工作，導致遲遲不能向客戶交付設備。為避免這些缺陷，LTE設備的開發商應當認真考慮以下LTE方案要求。

兼容並蓄新舊網路

由於大多數運營商仍然處於LTE網路部署的初期階段，因此所有實用的設備都必須能夠在3G、2G 和HSPA+網路以及LTE的混合網路中工作。設備不僅需要良好的LTE射頻性能，而且根據解決方案部署位置的不同，設備還需要在多種頻段中擁有良好的3G和2G射頻性能。

這種多模式工作本質上是複雜的，其中包括更多組件、更多頻段變化、更多測試，以及比以往更多的操作狀態。所以LTE數據機須以正確、無縫、高效方式更改模式，且不能占用網路資源的模式管理，這些複雜的切換過程比以往任何時候都更加重要。

優質天線設計

最初推出2G和3G網路時，設備製造商在設計接收訊號的天線中傾注了大量投資。隨著2G/3G市場多年來不斷的發展，好的天線設計現在只是一個基本要求。如今，伴隨著產業邁入LTE時代，製造商必須再次在天線設計中投入大量的時間和資源。但是，LTE倚賴多重輸入多重輸出(MIMO)天線，這種天線構造比上一代模塊和數據機中使用的天線要複雜得多。此外，MIMO天線中的不良設計對用戶體驗產生的影響也遠遠超出標準分集式天線。因此，運營商很可能會慎重考慮將天線作為所有設備認證流程的一部分。

在LTE系統中，平衡的天線架構和一致的距離(即天線的分離)，如同天線的極性甚至是天線的方向性一樣重要。無論是為設備中的M2M應用程式嵌入模塊，還是開發一款行動計算產品，所有這些考慮因素都使得天線設計成為一個更具有挑戰性的工程問題。LTE數據機工作的頻段比3G系統更多，這進一步加劇了問題的複雜性，特別是LTE網路運作的較低頻段傾向於接收主機設備，或者應用程序中產生的大量電磁干擾。因此，天線的設計不僅須要滿足更加複雜的要求，還必須能夠在非常噪雜的環境中滿足這些要求。

高效率電源運作

LTE設備中所需的多模式工作，將要求製造商支持更多的無線技術，這通常意味著組件更多、熱量更高和電能消耗增加。而成功的LTE數據機設計必須能夠最大程度優化功率，提高效能並降低功耗。

不受部署區域限制

不同於上一代技術，LTE對頻帶要求非常靈活，能夠工作於幾乎任何規模的頻段中。如上所述，這對於網路運營商而言是一項關鍵優勢，因為這使LTE網路部署更簡單，部署成本更低。然而，這種特性卻為OEM和應用程式開發商帶來了巨大的挑戰，因為這意味著，不同的運營商在世界不同地區部署LTE的模式存在巨大差異。LTE還可能依不同的「喜好」進行部署。目前正在進行的大多數LTE部署採用成對頻譜(FDD模式)。但是，一些市場可能使用非成對頻譜(TDD模式)。

因此，儘管2G和3G技術現在已足夠成熟，任何符合標準的射頻都可以在任何現有的2G或3G網路中工作，但對於LTE來說並非如此。因此，完全遵守LTE標準還是不夠，OEM、系統整合商和其他利益相關方必須尋找LTE供應商，該供應商要清楚地了解網路運營商在特定的市場實施LTE的模式，以及這種部署與其他部署存在多大程度的差異。

軟硬體導入設計無瓶頸

對開發LTE通用序列匯流排(USB)數據機的OEM來說，正確設計並確保軟體可靠地安裝到計算設備的重要性更勝以往。事實上，用戶使用無線計算設備時最大問題，往往非無線技術本身引起，而是由如何安裝軟體所產生的問題。由於LTE操作更加複雜，因此軟體和安裝程式的設計更為重要。

向市場推出LTE數據機的公司還必須避免數據機與設備介面之間存在的瓶頸。雖然LTE連接速度高、容量大，無線數據機與LTE網路的連接中不太可能出現瓶頸問題。然而，數據機與計算設備之間的介面卻不盡然。這些介面必須經過精心設計，以便適應LTE連接的巨大流量。好的解決方案應盡量減少對主機的影響，並確保不會只是運轉該數據機，就耗盡整個CPU週期。主機上的軟體和驅動程式也必須進行精心編寫和架構，以降低CPU需求。

測試流程更嚴謹

由於LTE技術十分新穎，加上許多地區的網路至今仍然處於部署初期，目前正在對LTE進行運營商測試，因此，LTE通訊的最終質量在很大程度上取決於供應商的測試。OEM和解決方案開發商應實施比以往更為廣泛的測試流程。為實現高品質的解決方案，相關的網路運營商、網路基礎架構供應商或與這些利益相關方聯繫緊密的LTE供應商應展開更加密切的合作。

LTE方案供應商必備條件

為符合這些複雜的要求，OEM、系統整合商和其他應用程式開發商應在與其合作的所有LTE通訊供應商中尋找幾個關鍵特性。任何LTE數據機或模塊供應商都應具備以下特性：

具備解決4G技術挑戰專業知識

由於LTE設備複雜的多模式工作要求，OEM應尋找不僅掌握LTE技術，且在2G、3G和HSPA+技術方面有廣泛專業知識的供應商。供應商應能證明已開發出能夠成功營運於多模式環境，並實現複雜多模式切換的向後兼容數據機。即使其產品中納入了更多的連接技術和頻段，供應商也還是要能夠提供具有高效熱量擴散和高效能低功耗的解決方案。

由於天線測試是一項非常專業的技術，因此OEM和系統整合商應當尋求具備該領域專業知識並能夠正確執行此類測試的設備供應商。對於USB數據機，LTE供應商要能夠證明已成功設計出連接計算設備的高效介面，以及良好的用戶介面和軟體安裝程式。

擁有開發各類方案能力

任何潛在的合作伙伴都應透徹了解LTE。通常，這意味著供應商已經開發出涵蓋多種設備的LTE解決方案如模塊、USB數據機、熱點等。這種專業知識的廣度不僅能夠增強OEM或應用程式開發商的信心，還能夠簡化網路運營商的認證，因為運營商能夠更容易地與可以利用經過相似測試的一系列成熟產品的供應商展開合作。

營運觸角遍及全球

與2G和3G系統不同，LTE根據運營商和地理區域的不同將工作於多個不同的頻段。因此OEM和系統整合商應當尋求與全球網路運營商建立密切關係的供應商，並深入了解不同運營商如何實施其LTE網路。供應商還應當具備透過全球多家運營商認證的規模，以及提供預認證LTE解決方案的能力與全球供應商展開合作，將可簡化OEM開發自身全球解決方案的流程、降低開發成本，使其能夠將LTE模塊從一個市場轉入另一個市場，這樣能更迅速地將產品推向歐洲、北美、亞太及世界其他地區的市場。

提供專業服務與技術支援

不同於成熟的3G和2G技術，OEM和解決方案開發商無法為其計畫的設備簡單地購買一個LTE數據機。還需要其他部分的協助，例如了解如何以最佳模式整合LTE通訊系統，如何指導他們將設備順利通過運營商正在推出的所有演進認證流程。LTE供應商還應高瞻遠矚，深入了解不同運營商和市場如何繼續使用其4G產品。

產品業經市場認證

相對於成熟的3G和2G技術，OEM和系統整合商可能會選擇與標準相差不大的通訊解決方案。然而，對於諸如LTE這樣全新、複雜的標準，使用嚴格遵循標準的解決方案則具有重要意義。嚴格遵循LTE標準並非意味著能夠儘可能降低製造成本，而是更能使設備透過認證並能滿足計畫的上市時間，並且隨著LTE網路和技術的不斷成熟，成本可能會逐漸降低。

選擇經由網路運營商和全球標準預先認證的LTE解決方案，是很重要的因素。依靠尚未經由網路運營商認證的LTE解決方案，將其整合到設備後將會導致產品延遲推出，進而錯失最佳上市日期。

不久前，產業分析人士還無法確定LTE能否得到廣泛部署，僅將其作為熱點在選定區域進行實施。如今，我們可以清楚看到，LTE覆蓋範圍將擴展到許多地區，並最終會依循著其他主要行動網路曾經發展的軌跡而全面上市。

隨著世界各地的運營商承諾採用全新的網路並對LTE系統進行大量投資，LTE的部署步伐也開始大幅加快。OEM、系統整合商和應用程式開發商不應該再對這些技術的可行性進行過多爭論。要想在未來數年內提供成功的連接產品和應用程式，企業需要立即考慮採用LTE連接，並準備將其推向市場。

不同運營商和市場將如何實施LTE網路，以及這些網路的演進路線至今仍然是未解之謎。但是，只要透過認真思考LTE技術的獨特需求，並與具有專業知識且能夠滿足這些要求的供應商建立合作的關係，OEM將可屹立於成功之林，處於領先的位置。

(本文作者任職於Sierra Wireless)