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誰會主宰未來行動寬頻新世代?
行動上網和傳輸多媒體視訊內容應用越來越普及,市場對於高速行動寬頻傳輸速率需求也越來越殷切,因此無線行動寬頻(Mobile Broadband)規格快速朝向3.5G和4G階段大步邁進。而消費電子產品的行動化趨勢,更讓嵌入式行動寬頻功能成為不可或缺的一環。從NB、Netbook,到MID、Smartphone、PND、遊戲機、數位相機、車用影音娛樂系統等,內建行動寬頻功能已是必要配備。於是兩大行動寬頻規格HSPA/LTE和行動WIMAX之間的競爭更是互不相讓,發展優勢上互有領先,究竟是你死我活還是攜手雙贏,短期間似乎很難分曉。
《圖一 結合WiMAX和行動電視廣播標準DVB-T/H和ISDB-T傳輸功能的USB Dongle產品(左);內建WIMAX行動寬頻模組功能並結合LED螢幕的新款Netbook產品(中);內建WiMAX功能MID產品(右)》 ![](/art/2009/08/061141085442/p1.gif) |
掌握行動寬頻應用發展契機
Qualcomm資深副總裁兼大中華區總裁孟樸言簡意賅地指出,行動寬頻意指mobility與broadband Internet整合成一個技術,能夠讓消費者在任何時候和地點與網際網路和全球相連。台灣易利信技術長Johan Asplund進一步說明表示,消費電子產品行動寬頻的驅動力在於戶外行動上網的便利性、家庭行動傳輸的具體落實、以及各地區數位隨時隨地接取的傳輸需求。易利信(Ericsson)行動寬頻模組事業部行銷總監Jan Backman亦認為,小筆電市場將急速擴展,內建行動寬頻模組的比例也會增高。
Johan Asplund預估到2014年,80%的寬頻用戶將是以行動為主。且根據Ericsson統計有60%的潛在用戶願意升級行動寬頻功能,加上80%的潛在用戶願意每日使用行動寬頻服務,行動化趨勢對於潛在用戶的重要性已經越來越高,行動寬頻的應用潛力無窮。不過電池容量不足、消費者意識薄弱以及使用價格過高,仍是影響全球行動寬頻普遍發展的阻礙。GSM協會(GSMA)專案總監Ton Brand便強調,行動網路必須滿足高速資料傳輸的應用需求,高速資料傳輸需求亦反過頭來加重網路傳輸的負載壓力,這從2007年7月之後行動網路的資料傳輸負載量明顯增長趨勢便可看出。如何掌握行動寬頻應用發展契機,未來的每一步都是關鍵。
行動寬頻規格標準演進大要
行動寬頻的規格標準現在包含CDMA2000 EV-DO Rev. B、TD-SCDMA、高速封包存取HSPA/HSPA+/HSPA Evolution、LTE(Long Term evolution)、Mobile WiMAX等,行動寬頻最基本的上網速度必須與家裏ADSL撥接速度相當。目前,行動寬頻規格的演進路徑主要有兩項:其一是從各類3G階段標準,均可進入3.5G的HSPA/HSPA+階段,由此升級至3.75G的HSPA Evolution,進而演進到4G階段的LTE,這屬於歐洲3GSM集團所主導。已規劃的HSPA/LTE行動寬頻頻段資源,包括UMTS的Extension bands(2.5~2.6GHz)、700/850/900MHz以及1700MHz,先前GSMA與幾家電信營運商所成立的850 User Group,也正積極廣泛運用850MHz頻段和其他主導頻率,打造一個能以全球市場為範圍的850/1900/2100MHz三頻整合HSPA頻段環境。台灣易利信技術長Johan Asplund表示,今年LTE高速資料傳輸速率將可達150Mbps左右,HSPA Evolution的傳輸速率也將維持在21/28/42Mbps。
《圖二 HSPA/HSPA+/LTE演進路徑示意圖 》
![](/art/2009/08/061141085442/p2.gif) 資料來源:Qualcomm
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另外就則是802.16m的WiMAX2路徑和802.16j的WiMAX Relay技術。去年11月WiMAX已進展到802.16j D8版本通信投票(letter-ballot)階段,去年10月份802.16e Rev 2也已進入D7版本贊助者投票(sponsor-ballot)階段,可整合之前的802.16-2004、16e、cor1、cor2、16f、16g、16i,並且今年將進一步整合802.16j。至於屬於下一階段WiMAX 2的802.16m技術,則是按部就班地朝向滿足ITU的4G規範邁進。
而原本由Qualcomm和CDMA研發集團(CDMA Development Group;CDG)所主導、從CDMA 2000 EV-DO演進至4G階段的UMB(Ultra Mobile Broadband)規格,Qualcomm已在去年底宣布停止研發,目前便全力支援LTE。這也讓4G行動寬頻標準LTE和WiMAX之間的競爭態勢更加明朗且白熱化。
HSPA/HSPA+網路應用普及度迅速成長
根據市調機構Wireless Intelligence統計,全球行動設備連接數量已經超過40億,現在則有超過7.2億3G用戶,其中有超過2億為HSPA和CDMA2000 EV-DO用戶。Wireless Intelligence在7月份的統計則顯示,全球HSPA接取連接數量將在今年夏季末突破1.5億大關,預估到2010年第1季可達將達到2億。目前HSPA分佈在全球127個國家的300多個網路,以亞太、EMEA(歐洲、中東、非洲)、美國三大市場為主。若從區域來看,GSMA專案總監Ton Brand進一步指出,西歐和東亞在HSPA商業化網路發展明顯領先,行動寬頻連結點普及程度亦不相上下,其次則為北美地區。
《圖三 GSMA專案總監Ton Brand表示,目前全球HSDPA和HSUPA網路佈建正在穩定成長,預估到2015年,HSPA/HSPA+將成為無線寬頻服務的主流規格,預計服務用戶將達到11億戶》 ![](/art/2009/08/061141085442/p3.gif) |
Ton Brand表示,目前全球HSDPA和HSUPA網路佈建正在穩定成長,前者已有244個網路可提供商業化服務,其中151個網路傳輸速率可達3.6Mbps,11家電信營運商可提供傳輸速率14.4Mbps的網路服務,近期內將有60個網路準備規劃佈建。至於HSUPA部分,則有53個網路已提供服務,也將有24個網路準備佈建。現在全球共有300種以上終端裝置可同時支援HSUPA和HSDPA。中華電信行動通信分公司副經理兼發言人石木標則表示,目前全球HSPA網路覆蓋率明顯成長,根據GSMA資料顯示,HSPA傳輸量已超過全球3G/UMTS網路的70%。Ton Brand樂觀預估到2015年,HSPA/HSPA+將成為無線寬頻服務的主流規格,預計服務用戶將達到11億戶。
Qualcomm資深副總裁兼大中華區總裁孟樸認為,隨著HSPA和EV-DO這兩種技術的提升,讓寬頻聯網(broadband Internet)應用越來越成熟。中國在發展3G進程時也採一步到位急起直追的態度,希望能迅速進入行動寬頻應用階段,像是中國電信已在4月份發佈EV-DO Rev.A;WCDMA營運商中國聯通也跳過R99直接到進入到HSUPA Release 6。而中國目前更計劃跳過3.5G階段直接進入TD-LTE,相關量測步驟已正在進行當中。
《圖四 Qualcomm資深副總裁兼大中華區總裁孟樸認為,隨著HSPA和EV-DO這兩種技術的提升,讓寬頻聯網(broadband Internet)應用越來越成熟。LTE若亦進入商用化網路階段和較大規模用戶數時,還需要6~7年的時間,最快則在2013年到2015年期間》 ![](/art/2009/08/061141085442/p4.gif) |
HSPA終端產品及服務應用不斷成長湧現
全球主要電信營運商已陸續推出各類HSPA加值行動寬頻服務,例如香港的SmarTone-Vodafone在計程車上配備modem和SIM卡支援筆電HSPA行動寬頻上網服務;南韓KTF則以HSDPA為基礎,提供手持裝置瀏覽多媒體視訊的SHOW服務;Dialog Telekom在斯里蘭卡藉由升級3G網路至HSPA,提供社區上網的接取服務;澳大利亞昆士蘭省的選舉委員會藉由HSPA網路結合無線路由器,提供快速便捷的選情數據資料傳遞網路作業等等,都是HSPA逐漸普及於具體生活應用層面的最佳例證。
中華電信行動通信分公司副經理兼發言人石木標指出,多媒體資料傳輸需求無疑是驅動網路傳輸量不斷提高的動力。無論是Apple的iPhone還是HTC的Touch Diamond,或是Netbook還是MID,都正在支援HSPA,目前已超過1400種裝置支援HSPA,包括行動手機、多媒體播放器、數位相機、PC卡、USB數據機以及無線路由器產品,正如雨後春筍般湧現。而台灣3.5G HSPA網路佈建也正逐漸擴散,HSDPA佈建基地台已達13500台,HSUPA基地台數也有3500台,台灣HSPA服務應用前景可期。
《圖五 中華電信行動通信分公司副經理兼發言人石木標指出,LTE的商業模式及網路佈建規劃仍須周詳考量與HSPA+之間的互動關係,這其中包含服務需求、競爭態勢、頻譜資源、法規適用等因素等影響,也需考量各區域電信營運商不盡相同的演進模式》 ![](/art/2009/08/061141085442/p5.gif) |
小筆電內建HSPA模組帶動行動寬頻風潮
Ericsson預測到2014年,迷你筆電的銷售量將達到3億台,其中大多數都可具備行動寬頻上網。Qualcomm資深副總裁兼大中華區總裁孟樸便強調,在各類行動裝置內建行動寬頻模組意味著全世界都可成為熱點,藉由這種Wide Area Network的3.5G,走到那裏消費者都有無線寬頻接取網路可使用。而X86-based的netbook,實際上只能通過Wi-Fi的連接熱點上網,但採用ARM架構、內建wireless 3.5G的行動寬頻模組,因為具備Wi-Fi、Bluetooth和現行所有無線連接方法,不用外接行動網卡,便可直接透過HSPA行動寬頻上網。
《圖六 Ericsson所推出針對小筆電應用的HSPA行動寬頻模組 》 ![](/art/2009/08/061141085442/p6.gif) 資料來源:Ericsson |
像是Ericsson新款行動寬頻模組不僅支援快速開機聯網功能模組,更可減少電力50%,也進一步支援Windows 7。Ericsson已與Intel密切合作,讓行動寬頻模組可運用於Intel的下世代小筆電平台中。目前Ericsson與包括Dell、LG、Lenovo和Toshiba等品牌大廠,都正密切合作推出支援HSPA的筆電產品。Qualcomm也已推出HSPA+晶片組解決方案,可支援3GPP 第7版(Release 7)和第8版(Release 8)HSPA+標準,包含行動電話與網卡解決方案,可多重支援資料處理、多媒體功能與行動寬頻技術,並向下相容各類3G頻段、整合Bluetooth、GPS、FM等主要無線通訊功能。
HSPA需提升節能設計並支援系統輔助功能
除了高速傳輸之外,基地台的低功耗設計對於HSPA的綠色永續經營發展非常重要。台灣易利信技術長Johan Asplund便特別強調,Ericsson在非洲所佈建的HSPA基地台網路,採用節能設計,可減少40%運作時排放的二氧化碳。Johan Asplund亦認為,支援HSPA的行動寬頻模組除了需必備向下相容3G和2.75G EDGE功能外,內建GPS接收器和A-GPS輔助定位功能亦不可或缺,近期符合Windows 7作業環境,更是進一步讓HSPA接取應用無所不在持續發展的關鍵。
《圖七 Ericsson行動寬頻模組事業部行銷總監Jan Backman表示,Ericsson已與Intel密切合作,讓行動寬頻模組可運用於Intel的下世代迷你筆電平台中。目前Ericsson與筆電品牌大廠包括Dell、LG、Lenovo和Toshiba,都正密切合作推出支援HSPA的筆電產品》 ![](/art/2009/08/061141085442/p7.gif) |
LTE規格標準大要
至於4G規格之一的LTE亦備受電信營運商青睞看好。目前LTE標準尚未底定,各大電信巨頭正在協商角力當中,希望將自身的單行法規納入最終版的LTE規格,預計在今年第4季LTE最終版本將會確定。
在技術上,LTE支援正交分頻多工OFDM存取(OFDM-based)的空中介面(air interface),以及2×2和4×4 MIMO的分集(diversity)天線技術規格。LTE下鏈傳輸採行正交分頻多工(OFDM)的變化型態正交分頻多重存取(Orthogonal Frequency Division Multiple Access;OFDMA)技術,上鏈傳輸則採行單載波分頻多重存取(SC-FDMA)技術。LTE可在1.25~20MHz載波運作,若在20MHz,蜂窩細胞(Cell)就能提供超過165Mbps的下載資料速度。相較於HSPA,LTE可提高每個Cell的數據通訊容量幅度達5倍,延遲性亦能降低至僅有20ms。
LTE可同時支援FDD和TDD
LTE是唯一可將全雙工對稱(paired)分頻雙工(Frequency Division Duplex;FDD)頻段和非對稱(unpaired)分時雙工(Time Division Duplex;TDD)頻段納入同一平台的技術,不僅可使電信營運商能順利升級至LTE架構,對GSM行動營運商而言更是利多,因為其可利用現有基地台而無需更新鋪設基地台達到升級目標。Qualcomm資深副總裁兼大中華區總裁孟樸指出,現在全球FDD對稱頻譜越來越少,會有許多以前從電視廣播或者是其他零散釋放出來的TDD頻譜出現,這些非對稱的頻段,對TDD的LTE應用正是契機。因此在研發LTE晶片上,Qualcomm同時考慮支援TDD和FDD。
LTE可提升更寬頻譜
孟樸進一步說明指出,LTE是一個以OFDMA基礎的技術,和現有3G互補性很強,可藉由少量硬體和軟體的網路升級方式來達到,並能夠在新頻譜增加許多新的應用機會。就OFDMA技術來講,LTE頻譜利用有效性並不比CDMA2000或者是WCDMA來得好,甚至並沒有提高,不過LTE的好處在於能夠提升更寬的頻譜,能夠利用更寬的頻譜發揮OFDMA技術。
《圖八 台灣易利信技術長Johan Asplund表示,支援HSPA的行動寬頻模組除了需必備向下相容3G和2.75G EDGE功能外,內建GPS接收器和A-GPS輔助定位功能亦不可或缺,近期符合Windows 7作業環境,更是進一步讓HSPA接取應用無所不在持續發展的關鍵》 ![](/art/2009/08/061141085442/p8.gif) |
LTE測試量測廠商亦步亦趨
羅德史瓦茲(R&S)專案業務部經理曹維陵表示,在LTE最終版本確定之前,量測儀器廠商會採用外部電腦執行方式控制訊號分析儀執行LTE選項,包括產生高純度的3GPP LTE訊號測試元件及基地台和行動電話的接收器、通道編碼,可協助廠商隨時更新軟體,到標準底定後再與分析儀韌體相互整合。LTE無線裝置的通訊協定堆疊所要連結的實體層,可透過軟體來模擬,不需額外的硬體便可在一台電腦上執行,可簡化日後在通訊協定軟體、基頻晶片及射頻模組的整合。
像是安捷倫科技(Agilent)便已推出針對LTE網路的端對端分析解決方案,解決方案結合了分散式探測、軟體與硬體智能、多重使用者存取和即時網路效能分析,並擴充可涵蓋幾乎所有行動網路的測試平台。此外Agilent也推出LTE即時信號產生與通道模擬解決方案,適用於進階即時LTE基地台測試。其中Signal Studio for 3GPP LTE軟體針對PXB MIMO接收器測試器設計,兩者搭配可提供測試LTE基地台接收器基頻區段所需的傳輸通道編碼信號。
R&S則推出符合3GPP Release 8對LTE規定的測試條件的認證測試系統,主要結合接收機與發射機,LTE通訊協定測試儀與專用軟體,搭配測試儀表基頻訊號產生器、向量訊號產生器和訊號分析儀,簡化LTE行動裝置相容性射頻測試流程,提供可前置組態的測試情境與相容性測試,並積極參與相關LTE行動射頻規格開發。
《圖九 R&S推出可針對LTE/HSPA+標準進行量測的無線寬頻測試儀》 ![](/art/2009/08/061141085442/p9.gif) |
LTE廣獲電信營運商青睞
大多數電信營運商都已支援LTE作為確認規劃項目,電信設備商並研發出LTE新版軟體,未來不須採購全新基地台、就可直接透過軟體升級。目前已宣布朝向LTE演進的主要電信營運商如表一所示。
(表一) 將LTE作為長期規劃目標的主要電信營運商一覽表 <資料來源:GSMA & GSA;整理:鍾榮峰>
Verizon |
Smartone Vodafone |
AT&T |
ChinaMobile |
BellCanada |
Hutchison(Ireland) |
Rogers Wireless |
Telstra |
Telus |
NZ Telecom |
Vodafone Group |
Telia Sonera(Sweden & Norway) |
NTT DoCoMo |
Telenor |
KDDI |
T-Mobile |
China Telecom |
Telecom Italia |
KTF |
Orange France |
SKTelecom |
mobilkom austria |
Nokia-Siemens |
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電信設備商和營運商積極卡位
7月初電信設備大廠Ericsson宣布將斥資15億美元(約合台幣495億元)在南韓投資成立LTE技術研發中心。Nokia-Siemens通訊7月初亦表示,計畫在台設立LTE測試中心,將進一步協助台廠切入電信大廠採購LTE用戶端設備的產品鏈。而Nokia-Siemens通訊也併購加拿大北電(Nortel)旗下的CDMA和LTE部門。
此外華為(Huawei)在7月中於德國慕尼黑舉行的全球行動用戶大會上,則搶先公佈LTE eNodeB商用版本。以全球首個LTE商用網路測試資料為基礎來看,這個版本擁有150Mbps的下行峰值速率、2×2MIMO、64QAM等功能。Ericsson則和TeliaSonera在5月底於瑞典斯德哥爾摩啟動全球首座LTE商用基地台;NTT DoCoMO也已經具體宣示在2010年推出全球首個商用化LTE網路,主要以Alcatel-Lucent的乙太網路和行動傳輸發展架構為基礎。
美國CDMA電信營運商Sprint Nextel則在7月中和Ericsson簽署合作,推動Sprint朝向LTE網路服務邁進,另外,美國第一大CDMA電信營運商Verizon也宣布選擇Ericsson和Alcatel-Lucent作為LTE電信設備供應商。Verizon計畫其LTE商用網路採用全IP網路,預估在2010年2月進入商用化階段。
《圖十 Ericsson則和TeliaSonera在5月底於瑞典斯德哥爾摩啟動全球首座LTE商用基地台;圖左為Ericsson北歐和波羅的海區域總裁Mikael Bäckström,右為TeliaSonera資深副總裁暨瑞典行動服務總經理Erik Hallberg》 ![](/art/2009/08/061141085442/p10.gif) |
美國除Sprint Nextel還有選擇WiMAX之外,其他行動電信營運商都以LTE為主。AT&T已表示目前正在加快佈建LTE,並計畫在2011年開始商業營運,T-Mobile美國公司也宣佈網路架構將跳過HSPA+直接演進到LTE。日本行動通訊營運商也將LTE視為首選。日本總務省也已批准日本4大行動通訊營運商可由2010年開始經營LTE網路服務。目前NTT DoCoMo已推出LTE的實驗系統,預計2010年將提供LTE服務,KDDI和Soft Bank等也計畫在2011~2012年推出LTE服務。
TD-LTE也箭在弦上
中國政府大力推動的TD-LTE進度也已進入第2階段的戶外測試,共有大唐、普天、華為、中興等本土和2家國外電信設備廠商積極參與。TD-LTE被中國政府視為提升無線通訊自主測試和自主規格的重要標準。中國移動則預計在2010年開始進行第3階段的大規模戶外測試。今年2月,TD-LTE物理層介面和射頻標準已經完成,而TD-LTE在第一階段的室內測試中,已經針對功率控制、AMC以及HARQ、MIMO等等關鍵技術進行不同環境下的測試。量測大廠Agilent正積極針對TD-LTE提出商業化測試產品,這包括用來產生標準化TD-LTE訊號的PC架構軟體,以及具備TD-LTE調變分析功能的向量訊號分析軟體。
Qualcomm目前正積極研發LTE晶片,孟樸表示今年應該可公布LTE晶片樣品,來支援電信營運商的戶外測試。Qualcomm先針對智慧型手機設計相關晶片組解決方案,可支援CDMA2000 1xEV-CO Rev. B、SV-DO以及HSPA+和LTE,明年Qualcomm將推出LTE晶片手機應用樣品。
HSPA/LTE共存互補
R&S專案業務部經理曹維陵表示,目前有台灣手機廠商正在研究LTE,或許今年beta版待測物可能會出現,這還是也要端賴LTE測試規範能否在今年Q4定案而定。孟樸認為LTE若亦進入商用化網路階段和較大規模用戶數時,還需要6~7年的時間。最快則在2013年到2015年期間。
孟樸認為,LTE在相當一段長時間會和3.5G網路共存,因為LTE可能主要應用於人口密集都會區,但在偏遠郊區需要HSPA和EV-DO技術來覆蓋。因此對終端、手機和行動網卡應用來說,相當長的一段時間在設計上,廠商會要求具備多模功能。中華電信行動通信分公司副經理兼發言人石木標亦認為,LTE的商業模式及網路佈建規劃仍須周詳考量與HSPA+之間的互動關係,這其中包含服務需求、競爭態勢、頻譜資源、法規適用等因素等影響,也需考量各區域電信營運商不盡相同的演進模式。HSPA規格也要提升實際傳輸速率並降低延遲性,電信營運商所提供的應用軟體也要強化裝置互連性、關鍵資訊傳遞、使用方便性、和隨時隨地可連結的功能,進一步滿足消費者在多媒體視訊資料傳輸的使用經驗。
WiMAX陣營審慎因應
LTE聲勢高漲的轉變趨勢,已引起同樣是競爭對手的WiMAX陣營以及背後影武者英特爾的高度關注。儘管目前行動WiMAX商用化網路佈建速度比LTE來得快,而LTE規格還要等到今年底才會底定,但LTE可直接和現有系統接軌,是其一大優勢。況且WiMAX和LTE通訊底層架構大同小異,因此LTE和WiMAX進一步整合並非不可能,在LTE聲勢浩大的情況下,WiMAX未來被LTE大吃小的威脅態勢,也讓其陣營憂心忡忡,原本支援WiMAX網路佈建的電信營運商,也開始考慮LTE。像是台灣主要的電信營運商包括中華電信、台灣大哥大、遠傳電信也都已經表態,未來從3G跳升佈建LTE服務已是時勢所趨、必然要走的道路。
《圖十一 WiMAX規格標準演進路徑圖 》
![](/art/2009/08/061141085442/p11.gif) 資料來源:Intel,2006年
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WiMAX和LTE應可相互整合
不過R&S專案業務部經理曹維陵表示,HSPA+設計時程比WIMAX晚,而HSDPA不過是讓3G順利過渡的暫時階段,由於底層設計相近,WIMAX可以直接與LTE整合而不會有相容性的問題。因此未來測試方向也將朝向雙模或是多模架構進行,例如WiMAX/EDGE、或是整合HSDPA、HSPA+、WiMAX、Wi-Fi、GPS、Bluetooth、TD-SCDMA、DVB-T/H等多模架構。未來歐美趨勢是要求兩者LTE和WiMAX可以換手交遞(hand over),例如AT&T和Verizon都有這樣要求,規格討論相當激烈。因此WiMAX和LTE應該有可能朝向攜手雙贏局面。
台灣WiMAX產業已順勢調整
為因應所有可能性,台灣相關政府單位包括交通部和NCC也已經調整步伐,在政策面和實務面規劃鼓勵取得WiMAX營運執照的六家電信營運商,利用取得營運許可的頻譜資源2.5MHz和更改營運計畫書,便可直接升級發展LTE來取代原有計劃的WIMAX。包括全球一動、大同電信、威達超舜3家已決定採購軟體升級就能移轉至LTE的WiMAX基地台,而遠傳、威邁思及大眾電信也計劃朝向LTE發展佈局。
《圖十二 R&S專案業務部經理曹維陵表示,電信營運商基地台開台對於WiMAX發展來說非常重要,現在WiMAX網路開台營運後,測試流程也會隨之周延而成熟。由於底層設計相近,WIMAX可以直接進入到LTE而不會有相容性的問題。未來測試方向也將朝向雙模或是多模架構進行》 ![](/art/2009/08/061141085442/p12.gif) |
另一方面台灣WiMAX電信營運商依舊按照進度進行開台作業,大同電信於7月初配合高雄世運登場,已在高雄市營運WIMAX網路,先前4月大同電信已在澎湖領先其他5家營運商首開台灣WIMAX商業網路。而與美國WIMAX電信營運商Clearwire合作的全球一動在7月23日也已表示,將在9月底先在新竹市提供WiMAX服務,搶做北區首家開台業者,在新竹科學園區啟用WiMAX網路,預期一個月內要增加到30家終端業者。
另外在技術上和美國無線通訊服務供應商Alvarion密切合作的威邁思電信,目前已提供捷運木柵線車廂,今年8月底威邁思電信亦將在大台北地區試行的免費WiMAX連網服務,預計在今年底前,將在台北市和台北縣佈建400多個基地台,提供80%的覆蓋率,威邁思希望新竹縣也能趕在今年底開台。而威達超舜多媒體也在6月中與Clearwire正式簽署3年技術合作合約,將在今年第3季在台中縣市架構完成WiMAX網路服務。第一期工程將和Motorola合作,在中部地區建置300個基地台;第二階段將拓展到彰投、雲嘉、台南縣市、金門縣。大眾電信則預計明年初開台。
《圖十三 大同集團除了電信部門在台搶先佈建WiMAX網路外,旗下大同大學也早在4月21日和Alcatel-Lucent合作全台首個校園WiMAX網路。圖左為大同大學無線寬頻技術中心諮詢委員會主委魏哲和、右為Alcatel-Lucent北亞區無線網路暨業務方案副總裁Laurence Delpy》 ![](/art/2009/08/061141085442/p13.gif) |
WiMAX網路佈建相當關鍵
R&S專案業務部經理曹維陵表示,大同電信的基地台開台對於WiMAX發展來說非常重要,倘若電信營運商不開通WiMAX網路營運,屆時執照就會被收回。以往由於WiMAX設備生產並沒有電信營運商在網路上的支援,因此便必須藉由DUT測試與生產製造商合作,由量測儀器廠商R&S和WiMAX晶片組廠商一起來控管DUT品質。現在WiMAX網路開台營運後,測試流程也會隨之周延而成熟。WiMAX傳輸資料量速度增加,也讓連線品質把關不易,尤其是在裝置行進間的連線品質。曹維陵指出,為普及WiMAX網路,電信營運商開通時程是相當重要的,另外檢討調降測試費用也是重點,WiMAX Forum也正在考量調降驗證測試費用的可能性。
台灣WiMAX研究團隊按部就班
台灣研究團隊也有令人驚喜的研究成果,資策會網路多媒體研究所(簡稱網多所)無線技術中心副主任謝正中指出,網多所無線通訊技術團隊,便分別針對網通設備商及WiMAX電信營運商,研發出WiMAX接取服務網路測試系統(III WiMAX Access Service Network Testing System, III ASN Testing System)及自動化WiMAX網路無線訊號量測及分析器(III WiMAX Driving Test Tool)兩大核心技術。前者可成功建構存取服務網路閘道器模擬器(ASN GW Emulator)與基地台模擬器(Base Station Emulators),並與用戶端設備(MS)進行全面接取服務網測試。此外,自動化WiMAX網路無線訊號量測及分析器,結合GPS與WiMAX 網路的手持式場測(Field Trial)訊號分析設備,藉由簡單的操作介面,可全面檢測WiMAX網路系統,同步執行系統效能調校與網路問題分析。
《圖十四 資策會網多所開發結合GPS與WiMAX網路的手持式場測訊號分析設備,裝有WiMAX室內終端機WiMAX indoor CPE,搭配安裝III WiMAX Driving Test Tool軟體的行動裝置,即可進行實際場測。圖示紅色表示目前測試的區域WiMAX接收訊號較弱,需請基地台進行參數調整》 ![](/art/2009/08/061141085442/p14.gif) |
經濟部技術處與工研院也正在進行兩岸WiMAX和TD-SCDMA實驗網計劃,經濟部以無線寬頻影音技術(BWM)名稱帶領台灣業者到中國佈建WiMAX實驗網,由工信部和地方政府選擇2~3個非北京上海的二級城市進行佈建。資策會MIC資料則顯示,2009年第1季台灣WiMAX用戶端設備CPE的出貨量已經達到26.4萬台,預估第2季出貨量將成長至41.3萬台,而第3季的出貨量將再提升到48.5萬台。綜合以上可以看出,WiMAX實際商用化的進程是比LTE還要來得快的。
目前行動WIMAX規格發展現況
行動WiMAX標準主要以IEEE 802.16-2004(802.16d)標準與IEEE 802.16e-2005(802.16e)標準為基礎,衍生出802.16j和802.16m這兩種,前者IEEE 802.16j Multi-hop Relay(MR)中繼傳輸標準,可相容802.16e行動基地台(MS),定義了寬頻無線多重接續傳遞程序,可解決WiMAX系統室內穿透率不足、維持系統傳輸速率、並可減少基地台佈建數目、降低基地台發射功率、提供佈建彈性、舒緩營運成本壓力等問題。先前提到的802.16 Rev 2則可進一步整合先前的各類IEEE 802.16標準,今年底前也將把802.16j中繼傳輸標準納入進一步提升規格完整性。
WiMAX論壇也選擇OFDMA實體層作為行動式WiMAX的主要方案。像是WiMAX Relay主要目的,是為了提升WiMAX網路系統的涵蓋範圍和傳輸能力。因此,在PHY層技術便選用OFDMA調變技術,改進MAC層,支援訊號多層次轉送(Multi-hop)能力,並修正中繼台與基地台傳輸設計。除了OFDMA技術之外,為強化行動WiMAX性能,進階訊號處理技術如AAS(Adaptive Antenna System)、MIMO的天線技術以及HARQ(Hybrid Automatic Repeat reQuest)的資料重傳技術,也廣為使用Mobile WiMAX實體層中,以提昇整體傳輸效率。
《圖十五 資策會網多所無線技術中心副主任謝正中表示,目前資策會網多所已經推出WiMAX2驗證平台,可作為802.16m/4G OFDMA功能驗證使用,而WiMAX同步偵測模組可應用於發展WiMAX Relay、BS等系統,並且發展出全球首套符合802.16j的WiMAX中繼系統雛形》 ![](/art/2009/08/061141085442/p15.gif) |
另外因應全球4G標準的制定,802.16工作小組正制定IEEE 802.16m標準,亦即所謂的WiMAX2。這將大幅提昇WiMAX系統功能達到4G的要求,資料傳輸率可至100Mbps~1Gbps,系統容量是802.16e的2倍,覆蓋範圍可達100公里,使用者移動速度最高可達350公里/小時,可提升頻譜使用率、QoS、支援Multi-RAT功能(2G/3G/WLAN),並符合IMT-Advanced標準需求等。802.16m視不僅是為符合4G規格,也可視為是802.16 Rev 2的升級版,能夠完整向下相容802.16e用戶終端(MS)和802.16j中繼端(RS)。資策會網多所無線技術中心副主任謝正中表示,目前資策會網多所已經推出WiMAX2驗證平台,可作為802.16m/4G OFDMA功能驗證使用,而WiMAX同步偵測模組可應用於發展WiMAX Relay、BS等系統,並且發展出全球首套符合802.16j的WiMAX中繼系統雛形,量測儀器大廠R&S則正在評估參與16m和16j通訊協定的可能性。
R&S專案業務部經理曹維陵強調,WiMAX規格本身並沒有測試程式,只有生產測試程式,以既有成品量測作為WiMAX主要測試內容,量測儀器廠商便與晶片供應商合作,提供測試流程儀器和測試程式工具。另外IOT相容性測試也是非常重要,全球各地的WiMAX頻段並不相同,手機設計也以漫遊為主,因此待測物的IOT測試很重要。除此之外,針對基地台可模擬不同連通的參數測試設定情況。
此外,量測儀器廠商必須能同時提供射頻和通訊協定測試。由3GPP成員提供建議,草案規格就存於測試儀器之內,以測試來調整規格。例如MIMO可以進一步提升資料傳輸速度,但是多重路徑干擾情況因為通訊設備體積小而也更明顯。量測儀器廠商便可協助將待測訊號和干擾訊號分開,相關量測技術也充滿挑戰性。此外電子功耗也因為MIMO技術和行動裝置多媒體應用而更加重要,這則可藉由放電速度來進行測試。
《圖十六 Agilent行動WiMAX先期測試實驗室一隅》 ![](/art/2009/08/061141085442/p16.gif) |
電信商紛紛表態支持LTE 台灣應可順勢而為
行動寬頻市場應用不斷水漲船高,兩大技術規格HSPA/LTE和行動WIMAX之間的競爭更是互不相讓,但行動寬頻規格標準演進路徑已漸趨明朗。未來行動寬頻規格能否定於一尊尚未分曉,幾個變動因素包括商業模式、技術演進、市場需求、ROI投資效益、頻譜資源分配等,仍在影響行動寬頻規格的演進方向,而HSPA在全球的發展動力,仍需要仰賴主要電信營運商的技術支援。
目前HSPA/HSPA+網路應用普及度迅速成長,LTE規格技術有其優勢,標準將在今年底確定,廣獲電信營運商青睞,並與電信設備商合作積極卡位。HSPA/LTE短期內將共存互補。面對此一局勢,WiMAX陣營審慎因應,發揮WiMAX商業化網路先行佈建的關鍵優勢,再順勢調整共同支援LTE。WIMAX Forum則積極研發4G的WiMAX2規格和Relay中繼標準,使行動WiMAX規格更加成熟化。WiMAX和LTE應可相互整合,未來能否攜手雙嬴,還是HSPA/LTE主宰行動寬頻新世代,電信營運商的態度將是重要關鍵。
但LTE與WiMAX之間不只是技術層次的角力,更是電信營運商集團在商業模式和政經實力的大對決。3GPP組織主要成員是在全球各地家大業大的電信巨頭為,影響力令人瞠目結舌,IEEE力挺的WiMAX標準似乎也越來越勢單力孤,台灣還是不得不受限於既有國際電信集團勢力的牽絆。
面對形勢比人強的現實,台灣當然一方面不能放棄好不容易研究單位在制訂WiMAX標準規格上所取得的制高點,並繼續支持開通WiMAX網路與驗證措施。另一方面當然也要準備因應WiMAX與LTE未來可進一步相容的發展趨勢,讓台灣在LTE的浪潮中也能站穩有利位置順勢前進。以台灣既有在WiMAX的研發實力為基礎,吸引電信巨頭在台成立LTE研發中心,或許是可以鼓勵推動的方向。
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