科技新知-次世代行動電話的標準:3GPP與IMT-Advanced

盧慶儒/DIGITIMES


前言:行動3G的長期進化中,3.5G是當前行動電話市場的服務方式,在轉移為IMT-Adavaced期間,3GPP承擔起世代交替的重要轉換角色。3GPP有那些新的存取方式得以肩負重任?IMT-Adavaced又具有那些傳送上的優勢?請看次世代的行動電話標準帶來新的技術功能變革!

行動電話領域中,標準化扮演非常重要的角色,如果能夠活用標準化更可以引導出技術的創新,並且推動著行動電話的技術世代交替。由於行動電話已經進入成熟期的階段,再加上溝通、交流是社會文化中的必須,因此就目前而言,行動電話已經成為日常生活不可或缺的必須品,所以相信隨著無線技術、系統技術、應用技術的進步,一般認為,未來行動電話可望對使用者提供更多的服務豐富度與滿意度。

因此,隨著第3世代行動電話的普及化,與第3.5世代商業服務的正式展開,國際標準化針對次世代行動電話相當積極的討論。對於次世代行動電話系統來說,除了高速化之外,還必須有效利用系統的效率化與頻率資源,尤其是最近幾年隨著系統與網路技術的導入,一般認為不久的未來,不僅僅可以實現高度服務之外,同時還能夠大幅提高行動電話的方便性。

3GPP被稱為第3.9世代

日本在早在2006年8月就已經開始提供HSDPA的商業化服務,事實上HSDPA是IMT-2000無線技術的功能擴充,因此又被稱為3.5G的行動電話技術。3GPP是被視為IMT-2000的功能進化,因此目前3GPP的LTE積極採用全新的無線技術之外,除了IMT-2000的波段之外,並且還採用OFDM來實現100Mbps的上下傳輸速度的目標,並且將頻寬擴充至20MHz (WCDMA為5MHz),縮短傳輸延遲與連接延遲。

這項標準預定在2007年9月進行規格制定化,並且預估在2009年~2010年就可以正式商業化服務。目前LTE採用全新的無線技術,屬於3G方式長期進化型,這意味著3.5G轉移至次世代IMT-Advanced期間,3GPP將扮演填補轉移過渡期的重要任務,因此3GPP又稱為第3.9世代 (或是Super3G)。


圖說:最近幾年隨著系統與網路技術的導入,一般認為不久的未來,不僅僅可以實現高度服務之外,同時還能夠大幅提高行動電話的方便性。(www.sg.hu.com

3GPP改變無線存取系統的節點結構

LTE與3G一樣承諾支援FDD(Frequency Division Duplex)與TDD(Time Division Duplex),這意味著未來FDD與TDD兩者,都能夠利用相同的無線存取技術。

在LTE有個重要決定,就是改變無線存取系統的節點(Node)結構。以往為了集中管理多基地台(Node B)省略過去設置的RNC (Radio Network Controller),大幅簡化改成以基地台(Node B)進行分散控制,形成節點結構,至於過去RNC具備的功能則全部轉移至eNode B,剩餘的功能責被分配至核心網路。

雖然LTE的詳細技術許多項目還在審議中,不過考慮以過去3G規格化作業時,花費的時間超過預期等慘痛經驗,目前作業不但未延遲,而且還積極確認是否能夠滿足目標性能,同時加快進度進行檢討作業。

IMT-Advanced使用與IMT-2000截然不同的頻寬

另一方面,標榜著第4世代行動電話技術的ITU-R WP8F,也正式展開研發與討論,ITU-R WP8F使用與IMT-2000截然不同的頻寬,以實現革命性高速大容量通訊為目標,因此ITU-R WP8F正在進行4G用新頻寬的取得作業,同時還將4G採用的具備高速傳送功能的無線技術,賦予「IMT-Advanced」新名稱。IMT-Advanced相當被看好成為第4世代新型無線技術來說,這項技術主要是針對在新頻寬與靜止狀態時,能夠提供使用者高達1Gbps的傳送速度。

IMT-Advanced的主要特色包括了,2010年左右IMT-2000的後續系統(亦即4G),要求新無線存取技術、新無線存取在高速移動環境中,可以提供大約100Mbps的資料傳送速度、在低速移動環境中,可以提供大約50Mbps的資料傳送速度、為提供IMT-2000的後續系統新功能,必須增加頻率。


圖說:IMT-Advanced相當被看好成為第4世代新型無線技術來說,這項技術主要是針對在新頻寬與靜止狀態時,能夠提供使用者高達1Gbps的傳送速度。(www.vodafone.com

透過日本朝實現方向跨出第一步

國際組織預定在2007年10月的WRC-07,針對IMT-Advanced提出頻率分配方案,不過歐美國家一致認為就目前而言,目前進行4G的討論時機還尚嫌太早,紛紛採取反對態度,不過透過日本的努力與堅持,終於朝實現方向跨出第一步。

在日本「新世代移動通訊系統的未來展望」資訊通訊審議會答辯中,由新世代行動通訊委員會提出報告,該報告認為,比5~6G更低頻域的4G頻率,正面臨交易暴增問題將會在2015年浮現,因此頻寬被要求在1.2~1.7GHz。所以日本總務省在頻率分配計畫中,決定將3.4~4.2GHz與4.4~4.9GHz列為候補頻域,除了反映WP8F的檢討結果之外,還寄望未來能由日本對WRC-07提案等考量。不過,事實上在WP8F已經計算出4G必要的頻寬,同時開始進行候補頻寬的設定作業。

IMT-Advanced的頻率分配方面,目前處於等待WRC-07的結果,不過WP8F已經開始針對新的無線技術規格的標準化進行作業,預定在2008年2月的WP8F募集候補無線技術提案,進行服務要求條件、評鑑基準與評鑑方法等檢討。


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