突破布建成本/室內訊號問題　LTE發展無往不利

全球主要電信業者陸續布建長程演進計畫(LTE)，並推出商用化服務，相關網通業者也紛紛推出物美價廉的設備，以協助電信業者在語音收入逐漸減少的狀況下，能夠進一步節省成本，投注更多資源於LTE基礎設施的建置。此外，在毫微微型蜂巢式(Femtocell)基地台與量測儀器廠商的協助下，LTE將可成功解決室內訊號覆蓋率不佳的問題，以及確保LTE網路服務與傳輸品質，至此LTE的發展可謂越趨完整，未來發展前景相當可期。

LTE布局漸完整　電信營運商整裝待發

LTE生態系統漸趨茁壯，LTE-Advanced亦逐步成形。中華電信研究所已與易利信(Ericsson)、諾基亞西門子(NSN)、阿爾卡特朗訊(Alcatel-Lucent)攜手完成LTE網路實測，預估國家通訊傳播委員會(NCC)最快在2013年發照，屆時，LTE網路服務即可披掛上陣。

圖1　中華電信研究所無線通訊研究室主任楊文豪表示，LTE初期將應用於網際網路與視訊的服務上，而後拓展到行動裝置。

中華電信研究所無線通訊研究室主任楊文豪(圖1)表示，在國際電信聯盟(ITU)於2009年發布第三代合作夥伴計畫(3GPP)第八版長程演進計畫後，全球的電信、通訊業者無不絞盡腦汁開發符合其標準的技術與終端產品。據GSA報告指出，目前全球共有七十五個國家，一百九十六個廠商投入LTE網路設備，並已產出九十八款LTE終端產品。主要供應商包括易利信、諾基亞西門子、阿爾卡特朗訊、三星(Samsung)、摩托羅拉(Motorola)、華為與中興等，皆已擁有完備的LTE網路設備產品線，瞄準商用化的布局已臻完備。

其中，中華電信研究所透過與易利信、諾基亞西門子、阿爾卡特朗訊等電信設備商攜手測試LTE網路服務，已有突破性的進展，除了符合3GPP第八版的標準規範之外，其技術均支援多重基地台(MSR)，以及射頻頭端(RRH)架構；並和宏達電、廣達、啟碁、合勤/盟創、鉅瞻等國內業者合作推出多款LTE終端產品。此外，NCC正加速LTE應用頻譜的訂立，最快將於2013年發照，對國內的LTE產業鏈無疑為一大福音；尤其對電信營運商而言，跨入4G時代，將可重新制定更具效益的收費基準，因此更加樂觀其成。

另一方面，楊文豪指出，今年2月有關3GPP第十版LTE-Advanced的標準制訂，已大致塵埃落定，估計6月將拍板定案，以利業者加速推展；而第十一版規範也正如火如荼展開，預計在2012年完成。相較於LTE技術、環境、設備的布局逐漸完整，LTE-Advanced亦火速發展，為電信營運商、設備製造商，提供龐大的新興市場商機。

由於智慧型手機、平板裝置等行動聯網裝置的誕生，導致提升資訊傳輸速率的需求聲浪不絕於耳，3G逐漸無法滿足其需求，進而促成4G的實現。然而，台灣欲實現4G生活仍有挑戰，電信業者目前價量不符的3G「吃到飽」方案，使其須處理大量的訊務，卻無法得到等值收益，未來在4G收費機制，勢必須重新評估，此外，基地台的鋪設也是重要議題。而製造商亦礙於LTE頻譜未定，分頻雙工(FDD)/分時雙工(TDD)的技術標準尚未統一，以及要向下相容3G系統等因素，在設備的推出上趨於保守。

另一個值得關注的議題是，隨著LTE的熱絡發展，全球微波存取互通介面(WiMAX)是否相形式微？對此，楊文豪分析，實際上，再好的技術都必須擁有市場的支持才得以成功，由於目前行動裝置持續風靡全球，LTE技術可支援較高的移動性，市場面與用戶面的吸引力相對提供產業鏈較豐富的投資動力，因而造成兩種技術此消彼長的情形。

降低行動寬頻成本　EVO RAN勢力崛起

基於消費者對頻寬的需求，促使行動寬頻技術必須持續演進，不過由於新技術往往須架設新的設備，且須向下相容，對電信營運商而言，將是相當大的成本負擔。若是網通設備可以單機支援所有的標準，亦即採用整合式射頻接取網路(EVO RAN)，將可大幅降低布建成本，而為實現EVO RAN，MSR將扮演重要角色。

圖2　易利信產品經理張心彥表示，目前遠傳電信在MSR設備建置上與易利信合作相當密切。

EVO RAN技術的概念是將不同的行動通訊技術整合在單一基地台中，並全面IP化，且網路管理也可以使用同一套技術。如此一來，將能大幅節省網通設備的成本，還可以符合節能、環保的世界潮流，不過，欲達到EVO RAN，則須具備MSR功能的網通設備。易利信產品經理張心彥(圖2)指出，MSR及單一頻段中，可同時支援使用該頻段的各種通訊技術，如1,800MHz中有LTE、全球行動通訊系統(GSM)與寬頻分碼多重存取(WCDMA)三種技術，MSR的設備即可同時支援。有鑑於MSR可帶來的效益，3GPP也特別制定MSR相關規範。

每家電信業者現有的網路設備與環境條件不同，因此對於新技術如LTE或高速封包存取(HSPA)的布建策略將有所不同。張心彥表示，以NTT DoCoMo為例，該公司3G開台速度快，因此相對設備會比較老舊，若要升級至HSPA或增強版高速封包存取(HSPA＋)須重新架構整個網路，因此，在同樣支出新成本的情況下，直接升級至可開發新的服務且頻寬更高的LTE，將比建置HSPA更有吸引力。

圖3　Aeroflex業務發展經理Nicholas Pugh表示，由於訊號衰減程度將影響LTE訊號品質，因此廠商須相當重視此項測試工作。

反觀台灣三大電信業者，因3G設備較新穎，升級HSPA所花費的成本比較低，也會因而減緩部署LTE的速度。然而，不管業者如何選擇，網通設備的花費必不可少，但新技術一定必須向下相容於2G、3G技術，為了節省電信業者的成本，可支援多種技術的EVO RAN也因而崛起。不過，Aeroflex業務發展經理Nicholas Pugh(圖3)也指出，MSR雖是解決營運商布建LTE成本的重要方式之一，但也為LTE帶來新的測試挑戰。

從行動寬頻網路資料串流的增長速度來看，目前消費者在智慧型手機中傳輸的資料已比過去10年暴增四十倍，對於電信業者而言，如何提供最順暢的行動網路服務，以維持客戶忠誠度，已成為電信業者的重要課題。

而要解決上述問題，發展傳輸速率更快的行動寬頻技術將是最快的方式，因此一路從2G、3G演進到3.5G、3.75G、3.9G，甚至4G通訊。不過，新的技術電信業者勢必要投入新的資源購買新的網通設備，然而，傳輸量暴增的時代卻使電信業者在營收與新技術建置花費的成本出現反比現象，因此電信業者在考量進入新通訊技術時，成本與效益為其主要考慮重點。

提高室內訊號覆蓋　Femtocell扮要角

圖4　picoChip資深應用工程師吳彥穎指出，該公司專注於Femtocell晶片產品的研發，近期並發表適用於超小型、支援USB接口的Femtocell晶片。

雖然LTE有極高的傳輸速率，但室內訊號不良將嚴重影響用戶使用經驗，因此毫微微型蜂巢式(Femtocell)基地台遂成為電信業者解決LTE室內訊號覆蓋率的重要選項。picoChip資深應用工程師吳彥穎(圖4)表示，增強室內訊號的方式有很多種，其中包括提高戶外大型基地台訊號發射功率、增加戶外微型蜂巢式(Microcell)基地台的建置等，但上述兩種方式，不是會造成消費者對人身安全的疑慮，就是成本仍相當高，因此低布建成本的Femtocell便脫穎而出。

何以Femtocell可具備較低的成本？吳彥穎表示，首先，Microcell須採用較高等級的數位訊號處理器(DSP)與特定應用積體電路(ASIC)，元件成本無法有效降低，再者Femtocell出貨量將比Microcell多，經濟規模較大，自然成本可隨之下降。而Femtocell除了可提高室內訊號覆蓋率外，還可分流戶外Microcell頻寬，提高室內LTE網路吞吐量，並可同時支援多個用戶使用，更可提高每戶平均貢獻值(ARPU)，因此目前全球許多電信業者已積極推展Femtocell業務，期可提高營收來源。

確認LTE網路效能　量測工作不可或缺

無論電信業者布建LTE網路，終端產品製造商支援LTE的產品，甚至晶片業者皆須測試產品LTE的效能與傳輸技術能否符合3GPP的規範，因此量測儀器即扮演相當重要的角色。Pugh表示，LTE相關測試繁多，較重要的幾項包括訊號延遲、頻譜、訊號衰減、服務品質、可靠性與無縫行動聯網等。目前全球有許多電信營運商進行LTE場測，目的在於測試LTE網路品質與傳輸效能，原因在於實驗室的LTE傳輸速率畢竟是理論值，實際網路基礎建設布建完成後，能否達到實驗室的理論值，以得到最近現實狀況的LTE網路相關效能，上述幾項測試便至為關鍵。

LTE也為測試工作帶來新的挑戰，Pugh指出，功耗、MSR與產品趨向輕薄短小，皆為LTE測試工作中無可避免的挑戰，此外，LTE的全IP架構與新的實體層(PHY Layer)架構，也將是業者面臨的新測試門檻，此時量測儀器廠商除了在產品中支援上述測試項目外，也須協助客戶解決測試過程中所遭遇的難題，如此一來，才能加快客戶產品上市時程與確保其品質。而為協助LTE相關業者進行產品測試，以及順利通過認證，Aeroflex亦推出一系列量測儀器。