【產業動態SNG】LTE發展現況與課題之研究
劉柏立 (2012/12/10) 《台經月刊第35卷第12期》
ICT技術進步一日千里。伴隨智慧型手機(Smart phone)之問世與普及，行動電話數據服務之訊務量將超過功能型手機(Feature phone)十倍以上，進而影響現今行動電話網路系統之通訊品質。
依據Cisco的預測資料顯示，2015年全球行動數據訊務量將急速成長為2010年之26倍，2010年至2015年之年均成長率為92%。
此外，依據日本KDDI的研究分析指出，2015年日本平均每一用戶行動電話數據訊務量約較2010年大幅成長18倍，若僅維持現行3G網路提供服務的話，至2013下半年或將出現網路癱瘓(overflow)之情況。
一般而言，為改善數據訊務量急速成長的對策方法有：(1)控制重量用戶訊務量；(2)強化基地台建置密度；(3)現行數據服務定額制等資費方案之改良；(4)藉由WLAN或WiMAX之負荷分散(offload)；(5)引進電波使用效率較高的無線技術（如LTE）；(6)指配新的電波頻率等措施。
本文將從LTE之技術定位，探討主要國家引進LTE之發展現況與相關課題，裨益國內參考。
LTE之技術定位
所謂LTE係「Long Term Evolution，長期演進技術」之簡稱，與現行3G規格有明確的技術區隔（圖1）。
圖1 行動電話技術演進示意圖
所謂3G，就是依據ITU在1999年所規範「IMT-2000」的第三代行動電話技術規格，當時有三個基本目標：(1)使用2000MHz頻段；(2)靜止狀態時的通訊速率為2000kbps；(3)期望2000年時可實現商用化。
當時ITU雖然希望國際上能統一採行「IMT-2000」技術規格，但實際上存在W-CDMA、CDMA2000、TD-SCDMA、UWC-136、DECT五種規格為各國所採用。
IMT-2000的3G通訊速率在靜止狀態時，雖可提供最大2Mbps的服務，但在行進狀態的通訊速率大概只有144~384Kbps左右。換言之IMT-2000原非以滿足大量數據通訊服務為前提的技術標準，因此當智慧型手機出現後，現行3G系統已難應付用戶上網的需求。
2000年代中期以降，為滿足用戶的上網需求，電信業者乃在既有的基礎下，積極引進高速封包技術規格，例如：W-CDMA之HSPA(High Speed Packet Access)、CDMA2000之CDMA2000 1xEV-DO等，裨益行動上網服務之提供。此等技術規格皆屬3G技術的擴張規格，在3G行動通訊設備的基礎下即可適用，因此在日本一般稱之為3.5G。
LTE則是接近3.5G的技術思維，即在3G技術的基礎下，在3.5G之後長期演進的技術規格，因此亦稱之為3.9G。
與3.5G相比較，LTE(3.9G)的核心技術具有如次特徵：(1)使用頻段最大約為3.5G的四倍；(2)採用複數天線技術(MIMO)；(3)採用資訊密度更高的調變方式(64QAM)；(4)採用對複數使用者有效率的頻率分配方式(OFDMA)。
LTE之技術規格有「分頻多工」(Frequency Division Duplex, FDD)與「分時多工」(Time Division Duplex, TDD)兩種不同的規格方式。一般而言，TDD之通訊規格由於在上行與下行都使用相同的頻段，較易掌握傳輸之電波特性，以及波束成型效果，因此就天線控制技術效果方面，TDD優於FDD。惟TDD若未與鄰近基地台保持嚴格的同步，則易發生訊號干擾問題（圖2）。
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