Amazon.com LTE FDD TD-LTE 中國移動 負載平衡 愛立信

融合FDD/TDD技術特色 LTE雙模網路提高頻譜利用率

2013-10-04
在行動聯網產品的強勁需求帶動下,行動數據及用戶人數也隨之激增。根據愛立信統計,2013年第一季全球行動用戶數已達64億,2018年底將成長至91億,因應各種上網服務蓬勃發展,相關業者亦致力布建高速LTE TDD/FDD雙模網路,期提升使用者體驗。
長程演進計畫(LTE)將是實現高速行動通訊願景的關鍵。隨著中國大陸與拉丁美洲電信業者持續投入部署LTE網路,LTE與全球行動通訊系統(GSM)、分碼多工存取(CDMA)產值的黃金交叉點可望提早至2013年發生。對電信設備商而言,將能透過LTE相關設備的營收,彌補下滑中的GSM與CDMA業績。

據愛立信(Ericsson)最新的行動趨勢報告指出,行動數據流量將在未來大幅成長,整體數據流量可望在2018年底前激增十二倍;面對數據海嘯,如何透過高速LTE網路充分利用現有頻譜資源,將是電信商在行動寬頻時代的致勝關鍵。

值此全球電信商全力擴建LTE網路之際,預估至2018年LTE將覆蓋全球60%人口(圖1),為人類生活帶來超乎想像的便利與應用型態。

資料來源:愛立信(2013)
圖1 2012~2018年各類行動通訊技術人口覆蓋率預測

電信語音轉向數據服務

數據流量大增與高速封包存取(HSPA)和LTE發展息息相關。在網路速度提升,且內容供應愈趨多元成熟之下,線上影音串流的使用率將大幅攀升,預計至2018年,視訊應用將占全球行動數據流量的50%,這也說明未來電信商將從傳統語音服務導向,轉變為以數據服務導向的營運模式。

從語音服務導向轉型至數據服務導向的過程中,網路頻寬的需求已從收發郵件、瀏覽網頁等基本功能需求,逐漸轉向高畫質(HD)視訊、即時遊戲等強調使用者體驗的高品質頻寬需求,這些服務應用需要相對應的頻寬速度,才能滿足消費者需要。

此外,行動網路速度、品質及穩定性,亦將影響消費者體驗,一旦無法維持網路效能,終端與服務業者將遭受莫大損失。舉例而言,亞馬遜網路書店(Amazon.com)每天營業額達6,700萬美元,若因網路效能不佳,導致網頁有1秒延遲,所造成的損失1年將高達16億美元。

由此可見,維護網路效能將是電信或網路營運商的重要課題,而提升用戶體驗可從改善信令容量、延遲、電池壽命、數據容量和持續性等五大方向著手,現已成為ICT業者一致努力方向。

LTE雙模網路創造三贏

目前分頻雙工(FDD)是LTE網路主流規格,然而在未來數據海嘯衝擊下,LTE FDD所需的對稱頻譜資源較為有限,網路容量恐不敷使用;而分時雙工(TD)-LTE則可利用不對稱頻譜的特性,充分幫助營運商有效利用頻譜資源,為使用者提供最大化的數據服務,因此TD-LTE網路的潛在發展,儼然成為下一個拓展LTE網路容量、效能的新指標。

TD-LTE與LTE FDD兩者間有90%以上的共通處,因此使網路和終端晶片的共同商用平台得以實現。2012年底,愛立信已協助中國移動香港建置LTE TDD/FDD融合網路。此網路架構符合3GPP標準,不但能讓營運商及其用戶、ICT產業從中獲益,創造三贏局面,更可實現「TD-LTE分流LTE FDD的數據負荷、LTE FDD做為TD-LTE覆蓋保障」的場景。

中國移動香港從GSM升級到LTE FDD時,採用由GSM/LTE FDD共站升級到TD-LTE的方案,透過多系統、共平台的RBS 6000 SoB(Systeom on Board)技術,並利用中國移動香港豐富的GSM網路站點資源,遂能實現簡單且經濟的TD-LTE升級方案。

此一網路運作模式係由基地台發送TD-LTE為最高級別的訊號,如果終端能識別該訊號,終端就會選擇在駐留在TD-LTE網路上;當TD-LTE網路訊號減弱時,過程中可能會進行TD-LTE基地台重新選擇,也可能會轉進LTE FDD網路;一旦完全沒有LTE覆蓋,網路系統則會降至3G或2G。現階段,業界皆相當看好TD-LTE與LTE FDD的融合發展,有助推動如娛樂、交通、教育、醫療、能源等產業與行動通訊網路接軌。

LTE負載平衡改善網路壅塞

除雙網融合的發展外,LTE負載平衡(Load Balancing)亦相當重要。此功能可讓營運商根據需求,為不同的LTE載波分配流量,當相鄰或重疊的基地台出現負載不均時,系統就能透過運算及切換,減輕基地台負載,從而避免網路壅塞問題,讓使用者無論在LTE FDD或TD-LTE的覆蓋下,均能享受到最佳體驗。

近期,愛立信香港智慧型手機實驗室已順利將負載平衡功能,應用在LTE TDD/FDD融合網路上,協助電信業者將TD-LTE與LTE FDD珍貴的頻譜資源和設備投資做極大化利用。

LTE雙模網路更吸金

從營運商角度來看,LTE TD/FDD融合之後將大幅提升網路容量,使更多使用者長期駐留在4G網路。事實上,4G LTE最終的目的就是無縫切換,實現數據及語音通話無縫分流,在相關網路系統的穩定建置下,終端用戶操作上並不會有明顯區別,但使用體驗卻能顯著改善。

之前全球電信商大多視FDD為主流,部分營運商則在取得TDD頻譜後,分頭布建LTE TDD與LTE FDD網路,增加投資成本與網路維運困難。然而,在中國移動香港成功建置雙模LTE網路後,證明LTE TDD/FDD可完美融合,預期將有更多電信商加入此行列,開發更多潛在應用與技術。

(本文作者為台灣愛立信客戶解決方案部經理)

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