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標題:	[轉載] 4G卡位戰－LTE、UMB、WiMAX

作者:	jjdai　(jjdai)
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時間:	2008-06-24 00:23:01
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4G卡位戰－LTE、UMB、WiMAX

連顥尹
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4G的技術規格是由國際電信聯盟(ITU)所制定，2006年ITU-R已經正式將B3G(Beyond 3G)技術命名為IMT-Advanced(4G)。目前有三大行動通訊技術LTE、UMB、WiMAX皆為4G的熱門候選技術，本研究從此三大技術的特性和目前電信業者和設備業者的支持狀況，解析4G技術的未來潮流；拓墣產業研究所(TRI)認為4G的商用服務會到2012年以後才真正實行，而4G技術是以LTE佔上風，WiMAX急起直追中。

4G三大技術比較表

Source：拓墣產業研究所，2008/06

一. 4G技術介紹

第四代的無線通訊技術即是由第三代的通訊技術衍生而來，也就是大家所稱的4G；4G技術規格制定是由國際電信聯盟(ITU)所制定，2006年ITU-R已經正式將B3G(Beyond 3G)技術命名為IMT-Advanced(4G)，ITU-R對於IMT-Advanced的基本原則分為Vision、Spectrum、Process 、Technology四大部分著手，前三部份已於2007年有所定奪，在技術部份將會在2008年開始討論，且預計2011年完成；而ITU-R在2008年2月向各國標準組織發出通知，召集其IMT-Advaced技術提案，目前看來4G的範疇已大致有所規劃，在技術的標準部份預期在2011年IMT-Advanced將把4G標準底定完成。

圖一　IMT-Advanced制定標準大綱時程

Source：3GPP；拓墣產業研究所整理，2008/06

根據ITU-R M.1645表示，4G應用的範圍是在行動式的無線接取環境，4G目標就是在於高移動性下，其傳輸必須達到100Mbps，於低移動性下其傳輸速路必須達到1Gbit/s，並且4G就是可以滿足所有用戶對於無線服務的要求。因為4G具有更高的傳輸速率和頻譜利用率，同時4G具有更好的傳輸品質與QoS機制，且4G是在一全面IP化的網路架構之下，因此在應用面上來說更具有彈性。

表一　4G的主要特性

Source：拓墣產業研究所，2008/06

4G系統的網路特色包括：(1)在全IP化的架構下，更能達到全球漫遊的通信系統，因此可支援多型態的業務服務及多種類的通訊接取，更可實現無縫化的網路概念；(2)4G不再只是傳統的語音服務，更可以真正的提供多媒體的服務內容，並且在4G開放的標準介面下，使發展和提供新的服務內容變得更容易，且可提供高傳輸速率的無線服務並運行在多個頻帶上，使得4G的相容性更佳；(3)4G系統的關鍵技術是採用調變解調技術較高的信元速率及較長的碼元週期，而OFDMA正交分頻多重存取技術正可達到此一需求，另外MIMO也是4G所採用的重要技術之一；MIMO技術為系統提供空間複用增益和空間分集增益，也就是說MIMO可提供很高的頻譜利用率，提高無線系統的容量及覆蓋率。從表二更可以看出從第一代無線通訊到第四代無線通訊的比較，而到了第四代的無線通訊更強調的是在全面IP化架構下提供整合式的服務內容。

表二　各世代無線通訊比較

Source：拓墣產業研究所，2008/06

二. 4G三大候選技術介紹與比較

根據ABI Research的預測指出，2013年全球4G的用戶數將超過9,000萬人，由此看出行動通訊技術的發展，是為了帶來更多元化的服務內容，因此4G的行動通訊技術所講求的即為具有移動性、傳輸速率快及全面IP化的網路架構，4G將帶領更多用戶使用更多元化的服務內容。

觀察目前市場可以推測出大約在2011年4G的技術將會達到成熟並且進入商用化，因此觀察目前的3G或3.5G以上的通訊技術，有可能為過渡時期的通訊技術，皆是為了4G到來而作準備，因此目前3G三大陣營3GPP、3GPP2及WiMAX皆積極佈局，希望能在市場上提前卡位，成為全世界4G的主要通訊標準。

目前三大陣營在4G的佈局以LTE及WiMAX的腳步最為積極，根據NSN的說法，3GPP所支持的LTE能融合90%以上的無線通訊技術；包括GSM、WCDMA、CDMA、HSPA及TD-SCDMA，由此可見LTE的企圖心，有其一統4G天下的野心；但是WiMAX陣營也不遑多讓，由Intel領軍的WiMAX通訊技術，在經過將近10年的努力後，近2年來也算小有成果，從固定式的802.16-2004到移動式的802.16e-2005技術演進，終於在新興市場中算得上是開花結果，雖然WiMAX的雜音不斷，但WiMAX努力積極為4G技術802.16m卡位的意圖明顯。

在三大陣營中，目前由高通領軍的UMB稍顯劣勢，或許因為高通在3G的專利有其極大優勢佔盡好處；因此各大廠在此考量之下，4G路上不想重蹈覆轍，因此截至目前為止還未有晶片業者向UMB示好，三大陣營中UMB的氣勢稍顯微弱。

以下將針對LTE、UMB以及WiMAX作其介紹。

圖二　三大陣營4G支持標準演進

Source：拓墣產業研究所，2008/06

(一) LTE(Long Term Evolution)

LTE主要是由3GPP聯盟所制定的標準，從GSM、GPRS、EDGE、WCDMA、HSPA所承襲的技術體系。LTE的標準制定皆是以符合IMT-Advanced為主要目標，甚至3GPP希望LTE的規格能高於IMT-Advanced的標準。

LTE的傳輸速率為100Mbps，適用於不同的頻寬從1.25～20MHz，並且根據NSN表示，LTE可融合90%以上的無線通訊技術，因此不論是CDMA、TD-SCDMA、HSPA、甚至WiMAX，最終的路都將匯集在LTE之中。

圖三　LTE融合途徑

Source：NSN；拓墣產業研究所，2008/06

目前LTE的發展階段是在於其的技術雛形及目標底定，預計將於2008年第四季進行LTE測試階段；但依據3GPP的規劃，LTE預計在2011上半年才有機會進入正式的商用服務時程。在支持LTE陣營來說，目前應用最為廣泛的通訊技術為GSM，而GSM協會於2007年11月時宣布支持LTE為4G的標準，這對LTE陣營來說更是振奮人心。

圖四　LTE的工作時程

Source：3GPP，2008/05

LTE的支持陣營主要為電信業者；北美電信業者AT&T、Verizon；歐洲電信業者T-Mobile、Orange及Vodafone都表明支持LTE，再加上AT&T及Verizon標下700MHz的頻段，更彰顯了LTE在北美的優勢。而設備大廠則由Ericsson全力支持LTE，另外包括Alcatel-Lucent、Nokia Siemens Networks、Nortel及Motorola皆表明支持LTE。

圖五　LTE大廠支持態勢

Source：拓墣產業研究所，2008/06

(二) UMB(Ultra Mobile Broadband)

UMB是由3GPP2的無線標準聯盟所提出，為CDMA2000所提升的4G標準；UMB可以在1.25MHz～20MHz以約150MHz的頻率靈活部署，而UMB支援的頻段包括450MHz、700MHz、850MHz、1700MHz、1900MHz等頻段；且其最高數據下的傳輸速率達288Mbps，而UMB的特色即為行動式、高資料傳出及低延遲率；因此CDMA陣營將UMB視為對抗WiMAX的最佳武器。只是電信業者似乎不這麼認同，原來使用CDMA系統的北美業者Verizon宣佈投入LTE陣營，北美電信業者Sprint與日本KDDI的子公司UQ Communication都將投入WiMAX陣營，各大原支持的電信業者皆轉向至其他技術，無疑也是對於UMB一大打擊。

圖六　UMB標準與商用時程

Source：Qualcomm；拓墣產業研究所整理，2008/06

圖七　UMB大廠支持態勢

Source：拓墣產業研究所，2008/06

(三) WiMAX(Worldwide Interoperability for Microwave Access)

WiMAX發展從固定式的802.16-2004到目前主流的移動式802.16e-2005，到符合4G標準的802.16m；而WiMAX Forum也特別為4G的推動成立了Task Group m(TGm)，主要目標就是將802.16m成為IMT-Advanced系統的主要標準。

802.16m的傳輸速率為在高速移動時其傳輸速度能保持在100Mbps，而在低速移動下能維持在1Gbps，802.16m還是以OFDMA為主要技術。目前802.16TGm已完成擬訂系統的需求及技術方法，目前正在擬定802.16m計劃書，且將提交給IMT-Advanced作其4G標準的提案，而802.16m規格的制定完成會在2009年第一季完成。

圖八　802.16m工作時程

Source：Intel；WiMAX Forum；拓墣產業研究所整理，2008/06

目前已投入WiMAX佈建規劃的較大電信業者為Sprint與UQ Communication，而此兩家電信業者的動作又以Sprint最為積極，Sprint在歷經財務危機與各項風波後，又獲得Google、Comcast、Time Warner、Bright House Networks、Trilogy Equity Partners的資金挹注，因此Sprint沉寂一段時間後終於甦醒，繼續推廣Xohm的服務。在Intel成功主導Wi-Fi的通訊技術之後，Intel又將觸角伸至長距離的行動通訊技術，Intel積極推廣WiMAX市場的發展，更表示Intel將有別於以往由手機廠或是手機晶片廠商主導的通訊技術，這一次Intel欲由電腦晶片大廠主導通訊技術的走向，且Intel在擁有終端產品(NB及PC產品)的優勢之下，反向操作其技術的發展。

序號:

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