LTE载波聚合为5G移动通讯铺路

　　随着智慧型手机不断增加越来越多的照片与视讯传输（如Instagram、YouTube和Skype等），推动对于更多无线资料的需求日益成长。然而，当你在手机上观看视讯时，仍然免不了经常因为蜂巢式服务太慢而出现缓冲中的画面，那真是十分令人沮丧啊！

　　但很多时候，就算是智慧型手机采用了四核心、八核心或甚至是十核心的应用处理器，对此可能也无济于事。

　　另一方面，随着每一个新世代的智慧型手机上市，用户对于更大萤幕尺寸以及越来越高解析度的喜好也意味着需要使用更多的资料量。然而，用户通常不会把他们的新款大尺寸手机跟‘较大萤幕及其高解析度耗用更多资料’联想在一起，事实上，这却是资料量预算的重要因素之一。

　　智慧型手机的相机解析度正不断提高，2千万昼素的后置相机以及500万画素的前相机解析度变得越来越普遍。你可以想像未来还将出现更高画素，以及随之而来的更高资料量消耗。图1显示从QVGA演进到超高画质（UHD），每一新世代手机显示器所需的频宽正呈指数级成长。

　　图1：智慧型手机硬体革新——更先进硬体的App流量相对增加

　　根据爱立信（Ericsson）在2015年6月的《行动趋势报告》（MobilityReport），视讯串流和社群网路主导整体应用流量。在许多行动网路中，爱立信发现，目前约有40%-60%的视讯流量都来自于YouTube。

　　该报告并预测，行动视讯流量每年将成长55%，到了2020年，约有60%的行动数据流量都将来自视讯。尤其是在YouTube与Netflix等OTT供应商的大力推动下，用户行为导致的视讯串流媒体成长十分快速。

　　思科公司（CiscoCorp.）也预期，从2013年到2018年，行动资料流量将以65%的复合年成长率（CAGR）成长。因此，网路容量和装置传输速率都必须超越这一成长率，才能改善消耗与产生（越来越多）资料流量的用户体验。

　　图2：上传资料流量增加的来源？

　　为了满足手机用户对于更多娱乐视讯、串流音乐、视讯会议、互动游戏以及更高资料速率的需求，诸如AT&T、Verizon和中国移动 （ChinaMobile）等行动营运商亟需强化其网路服务。但这需要更大的通道频宽，才能达到更高速的下行链路，以及日益增加的上行链路（如Skype 以及AppleFaceTime等视讯会议）速度要求。

　　然而，由于全球频谱分配十分零散，提供给营运商使用的频谱通常像是几个不同的频段拼凑起来，营运商可能无法直接将其载波指定至更高的频宽范围。

　　如何提高上传速度？

　　目前有几种提高下载速度的权宜之计，例如结合LTE和Wi-Fi载波等，但这无法套用于提高上传速度。然而，针对像Instagram与视讯会议等具有更高上传速度的要求，透过LTE载波聚合 （CarrierAggregation；CA）技术，可望更理想地增加有效频宽及高速传输性能。

　　载波聚合的基本概念并不算新；它曾经在大约二十年前用于固定线路ISDN，后来由业界标准3GPPRelease-10版正式发布用于LTE-Advanced（LTE-A），让营运商得以更有效率地利用其频谱资产，提升用户服务所需的传输速度以及增加网路容量。

　　载波聚合主要透过数位讯号处理（DSP）技术接合2个或多个固定频宽的载波，使其发挥2倍或多倍频宽的效果。例如，将3种载波结合在一起，就能提供3倍频宽等等以此类推。在3GPP规格中，可以结合使用多达5种20MHzLTE载波，如图3所示。然而，在不久的将来，2倍与3倍的CA建置可说是更为可行。

　　图3：载波聚合——定义未来的LTE-Advanced技术

　　在行动世界中，我们已经一路从2G、3G走向更大频宽，如今更透过旗舰级的LTE-A技术来到了4G时代。但是，在未来十年出现新一代5G行动通讯以前，LTE载波聚合技术正成为目前的技术首选。载波聚合技术可同时结合更低与更高频段——利用低频段的更广泛覆盖范围，并透过高频段实现更高可用性。

　　对于用户来说，载波聚合的重要性不只是更大频宽。因为更大频宽可带来更好的传输速率体验，特别是在蜂巢式基地台的边缘，如图4所示。显然，透过载波聚合技术强化了蜂巢式基地台边缘衰减的讯号，因而使远离城市中心的住户也能受益于更快的传输效率。

　　双载波的载波聚合技术可为突发性应用倍增传输容量，而3倍载波的载波聚合技术则可增加3倍。除了增加资料速率，同时还可在典型的网路负载下维持相同的用户体验。当载波聚合时，不仅带来了更多资源，而且由于中继效率，而使得整体性能更大于各个载波加总的能力。提高传输容量将有助于营运商解决智慧型手机带来突发性传输流量的挑战，从而更有效的利用社交媒体应用程式与即时传讯等。

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