2012年9月开始研拟定义中的3GPP R12标准拥有诸多的功效技术,例如LTE Direct、Multi-RAT、LTE-Hi等,其中LTE Direct与LTE-Hi明显冲着Wi-Fi而来,此也揭橥未来3GPP标准与Wi-Fi标准的竞争将更将激烈。

LTE-Hi着重提升室内数据传输表现(图:MitraStar)
LTE-Hi着重提升室内数据传输表现(图:MitraStar)

LTE Direct让终端可互传

在此仅简单提LTE Direct,而将重点放在LTE-Hi,LTE Direct允许终端装置直接互传,不再凡事透过基地台,但基地台可以在互传之前,居中协助查核认证收发两方为合法装置。LTE Direct不会影响传统基地台的运作功效与服务能力,且LTE Direct的传输距离远,无遮蔽下可直接500公尺对传,且装置探索能力、传输延迟等表现优于现有的Wi-Fi Direct。

LTE-Hi强化室内数据传输表现

而LTE-Hi(Hotspot/indoor)的技术提案主要是因应实际使用趋势,60%的手机通话是在室内,70%的手机上网也在室内,且未来在室内的使用机率将愈来愈高,为了强化室内传输表现(特别是数据传输)因而提出LTE-Hi,也称为Enhanced Small Cell。

为了达到更佳的室内数据传输,多半倾向使用TDD而非FDD,TDD在数据传输上的频谱利用率高于FDD,但这样还不够,R12还加入了Dynamic TDD技术,让TDD的收发时间可依据使用情形动态切换,而不是过去的死板规划或手动调整,让频谱利用率再提升。更严谨、学名地说,即是上行与下行的时槽(Tim Slot)可机动弹性配置。

其次,为了让数据传输力提高,LTE-Hi也引入了IEEE 802.11ac才具备的256QAM调变,理论上能比现有64QAM多33%传输率,即每Hz传输由6bits增至8bits。另外也拟定更适合室内数据传输的新型态载波,称为NTC(New Type Carrier),NTC在R11标准中已经起草、提案,但R12会更具体成熟。

需更新系统架构?

不过,新型态载波可能与过往系统不兼容,为此目前提出3种方案,一是能同时兼容现有手机与基地台(至R11版),但传输提升性较有限,二是只兼容现有基地台但手机要更换(换成R12版),三是基地台与手机都要更换。第三种有最佳的数据传输表现,但与现有系统、装置的兼容性也最低。

进一步的,原本以LTE、LTE-Advanced订立的自我组织网络(Self-Organizing Network;SON)机制,也会另订出适用于LTE-Hi的版本,即基地台自身可以调整组态、发送功率等参数,让收发间更通顺无阻。

新构想:幽灵基地台

此外,LTE-Hi提出幽灵基地台(Phantom Cell)的构想,是一种协助传统巨型基地台(Macro Cell)的小型基地台(Small Cell),新构想将控制信号与欲收发传递的数据信号加以区别,称为C-plane与U-plane,而后小型巨型基地台以低频(如2GHz)传输C-plane,幽灵基地台则以高频(如3.5GHz)向手机传递U-plane。

引入幽灵基地台的好处是,小型基地台与巨型基地台间不再需要频繁地交换控制信号,另外可精省运作功耗、降低运作上的互扰(Interference)。

最后,这些技术虽然还在提案阶段,但提案前也会先行测试验证,如电信营运商CMCC已试行LTE-Hi,日本NTT DoCoMo则试行其中的幽灵基地台、Dynamic TDD等,使提案更务实可行。

小结

由此可知,3GPP在室内要对抗Wi-Fi(从Femto Cell、Small Cell开始),因而有LTE-Hi,在室外也开始要对抗Carrier Wi-Fi、Wi-Fi Offload(Wi-Fi分流)等的侵蚀,以及要对抗正在展露的Super Wi-Fi(仍不确定与原Wi-Fi兼容,但至少有IEEE 802.11af提案),加上前述的LTE Direct与Wi-Fi Direct等,两者间的功效、应用愈来愈重迭,冲突也愈来愈明显。

虽然3GPP阵营明显与Wi-Fi间的竞争更激烈,但3GPP阵营拥有基地台间快速换手(Handover)机制,并因此能支持快速移动下的收发传输,这是Wi-Fi所不具备的优势,Wi-Fi阵营若要「回敬」3GPP,此方面的技术必然要补齐。