載波聚合(Carrier AggregaTIon)技術將有助長程演進計畫(LTE)加速普及。 LTE使用頻段過于紛亂,已成為全球電信業(yè)者布建基礎設施時的一大挑戰(zhàn),因此晶片與設備商已積極導入載波聚合技術,協(xié)助電信業(yè)者提高頻段利用率與使用彈性,以加快其商轉腳步。
隨著消費者對移動網(wǎng)路頻寬需求日益提高,如何有效處理資料流量已成為智能手機、平板裝置和其他資料運算設備的重要賣點。為此,負責推廣全球移動通訊系統(tǒng)(GSM)、寬頻分碼多重存取(WCDMA)、長程演進計畫(LTE)的工作組織--3GPP,早在數(shù)年前就開始投入研究下一階段移動通訊技術演進方向,以因應未來移動市場對以資料為中心的無線解決方案的需求。
增進頻譜效率/頻寬LTE載波聚合發(fā)功
4G LTE有助移動通訊技術統(tǒng)一,并改善以往2G、3G時代中,各種技術分散發(fā)展的紛亂狀況,而4G設備也將為電信、晶片和終端品牌商帶來新的獲利契機。不過,由于全球可用頻段相當復雜,因此,如何解決頻段支持問題將是上述業(yè)者最大的挑戰(zhàn)。
以GSM為例,要覆蓋全球范圍須支持四個頻段,而WCDMA、高速封包存?。℉SPA)則需五個頻段,截至2012年12月,更已有超過十個頻段部署LTE,且數(shù)目還會持續(xù)增加。
這種頻段分散化的狀況,系各地區(qū)自行決定頻譜分配的結果,當然,各國亦計畫提議將部分頻段指定為全球漫游頻段,以解決頻段過多的困擾,但目前仍未有明確進展。到2014年,一部設備可能須支持五到六個頻段才能滿足一個電信營運商的要求;況且,未來LTE在全球范圍內(nèi),最多可望使用約十八個頻段(圖1),意味著高效率的多頻段支持對于解決設備全球通用問題的至關重要。
圖1:移動通訊技術支持頻段數(shù)量演進趨勢
事實上,早在LTE標準發(fā)布以前,很多電信營運商就開始為下一步部署LTE-Advanced做準備,此技術提出載波聚合(Carrier AggregaTIon, CA)的概念,將為終端用戶帶來更高的網(wǎng)路效率和傳輸速率,并支持各種先進應用場景。
由于頻寬與資料吞吐量是兩個典型的正相關因素,頻寬愈大,吞吐量愈高。一般來說,一部手機在同一時間只使用一個頻段內(nèi)的一個載波,透過整合兩個頻段或同一頻段的多個載波(圖2),就達成所謂的載波聚合,可利用更多射頻(RF )資源,擴增有效頻寬。目前在所有的連續(xù)頻譜分配中,超過90%的頻譜只能空出15MHz的頻寬或更低,大部分甚至低于10MHz,這一限制使很多營運商須使用載波聚合,否則很難支持100Mbit /s或更高傳輸速率。
圖2:載波技術概念圖
尤其美國頻譜資源切割非常細,零散化情形嚴重,少有營運商能擁有連續(xù)20MHz的頻譜,因此美國市場未來將是載波聚合技術的最主要推動力之一,相關電信商的LTE載波聚合解決方案將于2013年推出,預計2014年將更進一步擴大發(fā)展規(guī)模。
此外,韓國與日本電信商亦已有實質性的載波聚合方案,第一階段將聚合最高20MHz頻譜,讓用戶獲得150Mbit/s的下行資料傳輸速率,未來此數(shù)字甚至還會更高。同時,歐洲電信業(yè)者也有意采用載波聚合,但并不急于推廣,因營運商已在1.8或2.6GHz頻段擁有20MHz頻譜資源。