隨著資訊量的快速飆升，建置高速網路的需求也迫在眉睫。包含LTE-Advanced與IEEE 802.16m在內的準4G技術，為能取得發展優勢，除了在標準制定與提案付諸心力外，在網路基礎建設方面也積極尋求廠商的支持。
根據國際電信聯盟(ITU)的定義，國際行動電信先進版(IMT-Advanced) 系統是包含IMT-2000以外新功能的IMT行動系統。此系統可存取多種電信服務，包括具行動與固定網路支援的先進行動服務，這類網路均逐漸朝向封包技術發展。
IMT-Advanced具備的重要特性包含IMT和固定網路服務的向下相容性、可與其他無線存取系統相互連結、全球漫遊的功能，以及在高行動性條件下，峰值下行鏈路(DL)速度最高可達100Mbit/s，在低行動性條件下為1Gbit/s。
真正的4G技術必須符合IMT-Advanced系統的需求。儘管目前許多電信業者和廠商都宣稱在部署行動全球微波存取互通介面(WiMAX)和長程演進計畫(LTE)網路，但這兩者僅是IMT-2000技術，亦即為3G技術。
然而，與以傳統分碼多重存取(CDMA)為基礎的3G技術相比，行動WiMAX (Mobile WiMAX)和LTE帶來了破壞式創新，因為它們是以正交分頻多工(OFDM)為基礎，且完全符合IP協定。但根據ITU標準，它們仍屬3G技術。
頻譜配置須遵循ITU建議
對無線寬頻技術來說，3G/4G專有名詞並不是行銷或語義學，其頻譜配置必須遵循ITU建議。因此，如果一項技術不隸屬於IMT-2000系列，此技術就不能被部署在專為IMT-2000預留的頻段中。舉例來說，在歐洲，2.5GHz頻帶是為IMT-2000技術而保留的。只有當行動WiMAX被認可是IMT-2000技術(亦即將其視為如通用行動通訊系統(UMTS)或LTE的3G技術)，才能讓802.16e使用2.5GHz頻譜在理論上成為可行。有了IMT-Advanced技術，為IMT-2000保留的頻譜以及許多新頻段(450MHz、698M～960MHz、2.3GHz、和3.4G～4.2GHz)就能重覆使用。
LTE-Advanced初版標準將底定
為了要提出IMT-Advanced候選技術，第三代夥伴計畫(3GPP)於2008年初同意成立一項稱為「促進E-UTRA(LTE-Advanced)發展」的專案研究。以該專案為基礎，3GPP定義了LTE-Advanced的效能目標，以及要滿足這些需求可能會用到的技術。後續也進行多項自我評估，以確定LTE-Advanced能符合國際電信聯盟無線電通信組(ITU-R)為IMT-Advanced所定義的所有需求。
發展至2009年10月，便完成完整的SRIT提案與審核，其中包括分頻雙工(FDD)無線介面技術(RIT)與分時雙工(TDD)無線介面技術。ITU於2009年12月舉行的TSG-RAN#46會議中接受了這項提案之後，其中一些工作項目(WI)獲同意用來開發LTE-Advanced規範。預計第十版(Release 10)規範的初版標準制定(Functional Freeze)將於2010年12月完成，並於2011年3月提交給ITU-R WP 5D。
如表1所示，3GPP考慮到LTE第八版(Release 8)已符合IMT-Advanced需求，可達到下行鏈路的峰值頻譜效率，但它的上行鏈路(UL)峰值效率還要再加倍才能符合規範，於是訂定下行鏈路的數據率目標為1Gbit/s，可透過4×4多重輸入多重輸出(MIMO)和高於70MHz的傳輸頻寬來達成。
LTE-Advanced具向下相容性
LTE-Advanced最重要的特性很可能是向下相容性，也就是說能向下相容於LTE第八版，亦即LTE裝置應該能在LTE-Advanced環境中工作，而LTE-Advanced終端裝置也能在LTE網路中運作。LTE-Advanced是真正為LTE第八/九版(Release 8/9)演進所設計的。
LTE-Advanced為了支援更高的效能目標，將會增強多項技術。其中包括較高階的MIMO配置、協同式多點(CoMP)技巧(亦稱為協同式MIMO)及中繼與頻寬聚集(Aggregation)功能。LTE-Advanced同時也整合了能實現部署更多室內微型基地台(Picocell)與家用eNodeBs毫微微型蜂巢式(Femtocell)基地台的特性。此規範工作已於2010年第一季開始進行。
NSN中繼技術具優勢
積極參與LTE-Advanced的諾基亞西門子通信(NSN)，於2008年底在德國慕尼黑的研究中心進行了首次LTE-Advanced的公開展示，主要聚焦於中繼技術，目的是要說服電信業者，由於該公司採取積極的LTE-Advanced研發策略，其LTE解決方案在朝LTE-Advanced的先進特性發展時，會較其他競爭對手更具優勢，特別是在自我組織網路(SON)或中繼技術(圖1)。
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| 圖1 諾基亞西門子通信LTE-Advanced中繼技術 |
在2010年2月的全球行動通訊大會(MWC)與2010年3月的CTIA無線通訊科技展上，亦有多家其他業者進行LTE-Advanced展示，希望能藉此顯示其專業技術，同時意圖宣示，LTE並不是行動技術演進的終點。在歐洲，已有多項LTE-Advanced發展計畫正在進行中，包括行動電信業者、硬體供應商(基礎建設、晶片組或天線製造商)、大學與公家機構等均投入其中，共同研究多項相關技術。
2012年802.16m開始商轉
國際電機電子工程師學會(IEEE)的IMT-Advanced提案是根據IEEE 802.16寬頻無線存取工作小組定義的先進空中介面(Advanced Air Interface)規範所擬定。802.16m標準亦稱為WiMAX第二版(Release 2)，於2006年12月獲同意後，依照P802.16專案授權需求(PAR)而進行開發。
802.16m標準預計在2010下半年定案。對IEEE來說，802.16m和ITU-R IMT-Advanced標準的完成時程一致是很重要的。這也是為何在2010年3月於奧蘭多舉行的802.16任務小組(TGm)會議期間，一再強調希望能獲得有條件的同意，以便能於2010年11月向回顧委員會(RevCom)提交草案，並預計在2011年2月初得到IEEE標準協會(IEEE-SA)同意。
除了IEEE的標準化進程之外，WiMAX論壇(WiMAX Forum)也將定義802.16m產品的認證內容，以確保不同業者根據共通規範所製造的產品能夠互通。第一款獲認證的802.16m產品將於2011年稍晚就緒。WiMAX論壇預期，WiMAX第二版將於2011～2012年間完成商業化進程。
融合多樣技術 WiMAX第二版速度快
IEEE 802.16m系統能提供的數據速度較目前以IEEE 802.16e技術為基礎的行動WiMAX第一版(Release 1)快四倍。此效能提升主要是因為採取多種技術特性，如多重使用者MIMO技術。WiMAX論壇引用IEEE的IMT-Advanced提案文件，其中指出，透過在20MHz TDD通道的鄉村微細胞(Microcell)基地台環境中採用4×2 MIMO，802.16m系統可同時支援120Mbit/s下行鏈路和60Mbit/s上行鏈路。除了吞吐量之外，802.16m還將改善延遲、覆蓋範圍、頻譜效率及其他相較於802.16e的技術參數(表2)。
在等待802.16m的同時，WiMAX論壇也積極推動現有802.16e技術的增強。在2010年4月，多個WiMAX論壇成員共同宣布一項技術增強計畫，包括可在基地台收發器(BTS)以四個傳輸天線支援MIMO、支援64正交振幅調變(QAM)上行鏈路及支援波束成形(Beam-forming)下行鏈路等，主要是希望能使峰值下行鏈路速度提升一倍，並提升50%的峰巢邊緣與平均系統效能，但又能與既有的802.16e系統相容。為進一步展示這些功能增強是802.16e/WiMAX第一版與802.16m/WiMAX第二版間的重要進展，這些功能都被放到WiMAX第1.5版本中。預計2010年稍晚，就會有採用這些增強功能的認證產品出現。
三星堅定支持802.16m
在2009年10月於日內瓦舉行的ITU 2009大會中，WiMAX論壇宣布，有五十多家業者包括電信業者、基礎架構供應商、裝置廠商與晶片業者等承諾開發802.16m，如Alvarion、必迅科技(Beceem)、思科(Cisco)、Clearwire、華為、英特爾(Intel)、韓國電信(KT)、三星(Samsung)、UQ Communi-cations、Yota及中興。不幸的是，就在5個月之後，思科便宣布停止開發WiMAX無線存取網路(RAN)系統，因此802.16m在無線技術方面失去了一個重要的支持者。但是，不管採用何種無線技術，思科當然還是會積極投入IP核心的開發。
在網路基礎建設領域，摩托羅拉(Motorola)、三星、Alvarion、中興、華為等重要的WiMAX基礎建設業者也都公開宣布支援802.16m。不過，三星表現出最堅定的態度，同時，在所有與802.16m相關的公開聲明中，三星都參與其中。在2009年10月於日內瓦舉行的國際電信聯盟2009論壇(ITU Telecom World 2009)中，三星又再次公開重申其對802.16m技術的堅定承諾。
在2009年底，Clearwire和Yota宣布，將投入802.16m技術的部署。Clearwire技術長John Saw表示，電信業者可能一直要到2011年才會測試這項技術，2012年則可能會商業化部署802.16m。在俄羅斯，Yota的態度較為積極，曾在2009年10月指出，會在2010年底以前，與其獨家的802.16e基礎架構供應商三星共同進行802.16m測試。同時，Yota的主管解釋說，802.16m將能讓電信業者進入新的無線多媒體服務領域，如為大尺寸螢幕傳輸高畫質(HD)視訊服務等。Yota認為，802.16m的增強容量性能將是維持其業務模式的重要特性，因為可以讓使用者進行大量的數據傳輸。
技術移轉過於快速 802.16m前途未卜
對任何一種技術來說，擁有技術演進路徑是非常重要的，如果沒有，此技術終將走到盡頭。而這就是自從超級行動寬頻(UMB)停止開發轉向LTE後，3GPP2的CDMA所面臨到的問題。大部分的3GPP2電信業者都將移轉至LTE，這是一項3GPP技術，這也意味著3GPP2技術未來將逐漸消失。目前，有些業者對行動WiMAX的未來發展感到質疑，因此，要確保多家重要WiMAX業者持續承諾開發802.16m是非常關鍵的。
自2005年以來，Ovum大概是業界少數幾家未曾大幅改變對WiMAX發展前景看法的業者。Ovum一直認為，行動WiMAX不是一項技術革新，而只是一種可用在利基市場的技術。利基市場當然也有獲利的機會，但其全球商機並不像多家主要廠商自2005年起所宣稱的如此龐大。
因此，對於一連串有多家廠商，包括北電(Nortel)、阿爾卡特朗訊(Alcatel-Lucent)、諾基亞西門子通信及思科等，宣布縮小或退出802.16e業務，並不特別令人感到驚訝，因為如果市場規模較預期小，同時又已經有太多業者投入，市場整併是非常自然的發展。
802.16m令人感到擔憂的是，802.16e的生態系統才剛開始建立，但就已要朝新技術移轉。同樣地，這不僅是基礎建設議題(雖然我們一直對「平滑演進」的真正意義都非常謹慎)，最大的擔憂還在於終端裝置。802.16m須要裝置生態系統的新資源投入，這通常需要5年的投入才會達到一定規模。
因此，Ovum認為，在2011～2012年間推出802.16m商業化服務，有可能在未來兩年對802.16e的發展帶來負面影響，特別是在LTE正快速發展時。所有的資源投入應該專注於持續強化802.16e生態系統。多數成功的802.16e裝置晶片組業者的規模較小，資源有限，因此不可能同時投入多項計畫。
此外，這些業者中大多也開始試圖跨入LTE(FDD和TDD)業務，因為此商機會較802.16e/802.16m更大。難怪英特爾(Intel)難以維持對WiMAX的承諾，這也顯示要將新技術推向市場其實是一大挑戰。對業者來說，需要更多時間取得在802.16e上的投資報酬，可能是須優先考慮的。
(本文作者為Ovum電信產業研究團隊首席分析師)