走進5G時代 千兆LTE網路是必不可少的環節

千兆LTE網路、5G是今天移動通訊界熱議的話題，經歷4G、4G+之後我們很快迎來千兆網路LTE（LTE Advance Pro，俗稱4.5G），5G是數年後投入使用全新的通訊標準，現在它大部分技術細節尚未確定下來，唯一肯定不變只有Logo。千兆LTE網路、5G看著毫不相干，事實上千兆LTE網路是走進5G時代必備可少的環節，因為千兆LTE網路會為5G網路做大量技術演練。

大規模載波聚合技術試煉

每一代移動通訊技術進步最明顯標誌是下行速度提升，只有達到一定網速新功能才會被激活，比如說4G時代觀看在線視頻成了一種常態。在3GGP制定LTE Release 13標準時，提出了千兆下行速度的目標，要實現此目標必須應用大規模載波聚合技術（Massive Carrier Aggregation）。運營商的頻段資源是分散在不同頻段上的，一個設備只能使用單個頻段的載波。但載波聚合技術能夠將多個連續或者非連續的分量載波聚合獲取更大的傳輸帶寬，從而獲取更高的峰值速率和吞吐量。而且載波聚合技術允許不同蜂窩技術混合使用，既可以是FDD+FDD、TDD+TDD，也可以是FDD+TDD。

在LTE Release 13上3GPP是希望用5個載波實現1Gbps下行速度，商品化時高通（Qualcomm）驍龍X16 LTE數據機只用了4個20MHz載波實現了1Gbps。但隨著網速提升，載波數量必須提升，高通驍龍X20 LTE數據機為實現1.2Gbps下行速度已經動用了5個20MHz載波。5G要實現數Gbps下行速度必須繼續增加頻寬、增載入波，千兆LTE網路開始應用大規模載波聚合千兆網路是5G最好的試煉。

「挪用」非授權頻段

在大規模載波聚合技術背後是無線電資源之爭，4.5G要實現千兆網速必須佔用非授權頻道。對營運商來說，頻譜資源分為授權與非授權兩種，只有獲得的授權頻道運營商才可用於經營，可在4.5G時代絕大部分運營商很難拿出連續的100MHz的頻段資源，必須「挪用」Wifi的非授權頻段資源，對頻段資源要求更多的5G也會延續此方法。

LTE-U、eLAA以及LWA是4.5G時代開始實用化的「挪用」非授權頻段技術，LTE-U是採用CAST（Carrier-Sensing Adaptive Transmission ，載波偵聽自適應傳輸）機制，在非授權頻段進行間接性連接；LAA採用LBT(Listen Before Talk，先偵聽後傳輸)機制，連接時它會先對非授權頻道進行偵聽，確認無其它設備佔用時才會連接，連接更為可靠、穩定，增強版的eLAA提升增強了載波聚合與連接能力；LWA（LTE-WLAN aggregation，LTE + Wi-Fi鏈路聚合）是一種混合傳輸技術，一部分數據沿用LTE連接傳輸，另一部分則改用Wi-Fi連接傳輸，二者合力提高傳輸速度。

由於各個國家、地區政策不一，比如歐洲、日本就不允許使用LTE-U技術，因此LTE-U、eLAA以及LWA是一種相互補充的關係，一台智能手機想在全球各地都能享受到1Gbps下行速度，必須支持上述技術。

物聯網演練

在5G網路里連接的設備不在局限於智能手機、平板電腦、GPS導航儀等掌上終端，更多設備將會融合到此網路中，例如無人機、汽車。要應對此趨勢，不僅要提高傳輸帶寬，而且融合物聯網同樣重要，千兆LTE網路已經著手準備了。

在3GGP在LTE Release 13+中補充了NB-IoT和Cat-M1兩個物聯網標準，二者有著不同的性能指標、應用範疇。Cat-M1標準中較為耳熟能詳的便是eMTC（enhanced Machine-Type Communication，增強機器類通信），其頻寬遠遠低於LTE Cat1(也就是4G+、4.5G所用的標準)的20MHz，僅有1.4MHz，上下行峰值速度同為1Mbps，支持FDD、TDD兩種半雙工蜂窩技術，一條天線即可實現所有通訊，適合智能手錶以及對於傳輸速度有一定需求的設備使用。

NB-IoT基於LTE Cat-NB1標準，頻寬比Cat-M1還要小，僅有200kHz，因此獲得了narrowband-IoT（窄帶IoT）的名字，上下行峰值速度分別至有60kbps、20kbps，僅支持半雙工FDD蜂窩技術，成本最低，續航最長，採用該技術的物聯網設備電池甚至可以年來計算。從千兆LTE網路普及那一天，相信大家會發現能訪問到更多設備。

結語

制定5G標準是一個龐大的工程，會引入許多新的技術，如OFDM（Orthogonal Frequency Division Multiple Access，正交頻分多址），也會加入新功能，如連接汽車的C-V2X，也絕對離不開千兆LTE網路所做的鋪墊。

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