LTE-U技術方案具擴容、提速、彈性多重優點

善用Unlicensed頻段資源，LTE無線通訊技術可在頻段彈性應用發揮最大使用效益。QUALCOMM

4G Lte可以說是2014至2015年最熱門的業界議題，從全球服務商相繼提出4G行動通訊商務服務，到各種終端裝置相繼支援4G高速數據傳輸後，在4G議題還未退燒其實下一代的5G行動通訊技術與標準持續醞釀，挾物聯網、低功耗傳輸等重點改善，可望成為未來10年最夯的無線通訊技術…

5G行動通訊應用目前在標準、核心技術仍未底定，但通訊業已積極研擬5G的核心技術標準，由於5G行動通訊技術應用期待藉由擴大使用Unlicensed Spectrum(未授權頻譜)、以LTE-Unlicensed(LTE-U)技術做技術擴展的突破口，打照傳輸效能更高、傳輸延遲更低、傳輸功耗更小的行動通訊網路，透過傳輸技術的核心升級與調整，滿足未來10年內的各種IoT無線傳輸聯網的設計需求。

4G商轉服務滲透速度快  5G應用蓄勢待發

目前4G Lte行動通訊技術已順利在各地服務商進行商業運轉，相關服務正如火如荼進行擴展，如針對通訊服務品質、訊號服務範圍擴展等，4G Lte無線通訊技術也可以說是已達到3G行動通訊技術升級的階段性任務，由於4G行動通訊技術相對成熟，再導入商轉後亦不宜再有大技術變更，相關研究人員多投入次世代的5G行動通訊技術研發，但實際上5G通訊技術仍未有標準定義，也造成業界關注的技術突破點並不一致，使用的技術實踐方式方向亦不相同。

雖然5G行動通訊底層技術，在各家業者各自努力、方向不同的態勢下，短期內難有實作產品推出，加上電信服務商4G數據接取服務仍須仰賴商轉獲利，貿然投入也會造成設備成本支出過高，業界預估多半要等到2016年市場上才會有足夠成熟的5G核心技術與對應的終端產品，才可能進行相關測試與技術評估，估計要到2020年才能有小範圍的試行服務、或實驗應用佈署，甚至是未來基於5G行動通訊應用的超高畫質行動影音服務，但目前相關發展動向僅能作為未來5G應用技術評估。

5G行動通訊  可呼應高速、低功耗無線網通應用需求

先理解多數業者對於5G行動通訊應用的技術改進期待，首先，對於無線傳輸的數據容量肯定是要能達到千倍擴增，才能因應持續擴張的終端使用人數，甚至於未來銜接IoT物聯網連結應用，也會讓現有的服務容量一下子擴增百倍甚至千倍，屆時，在導入IoT全面應用時肯定會造成無線通訊連結的使用瓶頸。

此外也是迎合IoT物聯網的使用趨勢，若IoT透過5G通訊模組處理數據傳輸，肯定在數據傳輸模組的運行功耗也需要獲得改善，新的通訊技術必須能達到50%甚至是90%以上的功耗優化，而在IoT聯網應用下，無線通訊網路在安全性、穩定性各方面，也必須較現有4G行動通訊獲得更高的應用條件。

具體定義5G數據傳輸應用的幾個關鍵技術數據，至少資料傳輸速率必須能達到1Gbit/s以上；網路延遲時間必須低於1微秒；須能支援授權與未授權頻譜間的進階應用；系統必須提供恆時聯網、永不斷線的運行品質；可針對傳輸用量或使用類型進行運行功耗優化，提升IoT裝置的電池壽命。此外，5G行動通訊系統還需要能回溯相容現有已商轉的4G/3G/2G行動通訊系統。

4G基站架構複雜  升級5G增添難度

但若就現有已經商轉的4G行動通訊服務觀察，由於部分通訊業者為自3G通訊系統升級至4G，多數在基站的配置會因為成本與升級規劃考量，在不同服務區會以特定的4G行動通訊升級方式進行基站配置，本身在基站支援4G應用服務部分就有相對複雜的系統問題與限制需要突破，屆時升級至次世代5G行動通訊服務，肯定又須面對一波設備整合與調校，加上目前5G行動通訊所支援的無線通訊介面仍未定案、頻譜與協定等仍需規劃收斂，短期仍未能有足夠資訊可供評估，後續發展仍需持續觀察。

即便5G可用的授權頻譜變數仍多，但實際在5GHz附近或是1GHz以下仍具備大量的未授權頻譜，若能善用未授權頻譜作為5G行動數據通訊的通訊渠道擴增，有效擴充無線傳輸容量，將可獲得較4G行動通訊技術更豐沛的頻道傳輸資源，甚至有效擴容達到5G行動數據通訊所需的技術發展目標，甚至再透過各種頻譜優化手段，改善規格相對成熟4G頻段無法達到的傳輸條件，對LTE-U(Unlicensed LTE)頻段應用肯定會成為5G行動通訊技術性能提升的技術關鍵。

最快2016年釋出5G標準  LTE-U技術成為系統升級關鍵

觀察5G通訊標準技術發展動態，最快2016才有可能釋出相關定義，基本上可以預期會是搭配利用LTE-U善用未授權頻譜的資源進行傳輸條件的有限擴展，基本上以有限授權的LTE頻帶再搭配未授權頻代的資源整合，藉此再擴充傳輸可用頻寬。而LTE-U的技術底層仍是以先進長程演進計畫(LTE-A)無線傳輸技術為基礎，搭配協調式多點傳輸(Coordinated Multipoint Tx/Rx；CoMP)收發、鄰近？非鄰近頻譜載波聚合、中繼節點(Relay Node)基地台等技術整合方案達到網狀拓撲和鄰近通訊擴充應用支援。

但對於5G行動通訊部分廠商也存在對現況的憂心，因為一般5GHz在Wi-Fi應用的頻帶多數被認為適合用於LTE-U應用方案，檢視各國的頻段管理，在LTE-U的技術方案下可用的的頻帶擴容應用彈性相對較高、大多可輕易達到擴增傳輸容量的目的，但實際上在使用這些頻帶資源並不見得這麼簡單，因為不同地區的主管單位也會針對這些未授權頻帶設置高頻與使用傳輸功率限制，也將限制LTE-U可能發揮效用的未授權頻帶整合的技術優勢，限縮了5G無線通訊技術可能的性能升級效用。

LTE-U技術優點多  吸引電信服務商導入

而5G行動通訊技術優勢目前以LTE-U技術方案擴增的額外未授權頻待整合的技術優勢，若遭遇外部環境未能有效控管電波頻譜、環境Wi-Fi無線存取點未能有效管制，也可能影響LTE-U技術擴容方案的實際效用，導致5G數據通訊方案可達到的傳輸效能提升效用受到影響。即便LTE-U可能會存在部分使用限制，但實際上對電信服務商仍具備不少優點，電信商可以善用授權？非授權頻譜動態調整數據傳輸負載，改善頻段使用效率，另對非授權頻段仍可沿用LTE的驗證系統，對電信服務商而言更具吸引力。

基本上5G行動通訊技術，為延續現有相對成熟的4G行動通訊技術、或是部分Wi-Fi技術的延伸與整合，在技術標準或進一步導入商用部分，仍有許多挑戰須面對，首先最大的問題就是各廠商的發展方向不同，但這個問題在5G通訊標準釋出後將獲得改善，而5G行動通訊技術複雜度相對更高、多頻段的運用與整合更需要大量的互聯測試、不同廠商的交互驗證，這些驗證與測試過程都會延宕實際設備部署的進行。