瞄準(zhǔn)可穿戴設(shè)備、智慧工廠及機(jī)器對(duì)機(jī)器（M2M）等低數(shù)據(jù)速率、低功耗應(yīng)用，第三代合作伙伴計(jì)劃（3GPP） 已提出Cat. 1、Cat. 0等機(jī)器類型通訊（MTC）規(guī)格，并正加緊于Release 13新版標(biāo)準(zhǔn)中，制定更低延遲、更低成本的Cat. 00規(guī)格，預(yù)計(jì)于2015年底前完成制定，2016～2017年開始導(dǎo)入終端設(shè)備和基礎(chǔ)建設(shè)。

　　u-blox商業(yè)開發(fā)經(jīng)理黃俊豪表示，3GPP的MTC標(biāo)準(zhǔn)是針對(duì)低數(shù)據(jù)傳輸率、低耗電量要求的M2M通訊應(yīng)用而生。M2M應(yīng)用需求讓原本講求高資料傳輸率的LTE技術(shù)另辟蹊徑，除了朝更高傳輸速度發(fā)展外，也走向低數(shù)據(jù)傳輸率的技術(shù)演進(jìn)，因此3GPP開始在Release 12中訂定Cat. 0標(biāo)準(zhǔn)，其數(shù)據(jù)傳輸率只有1Mbit/s，而在最新的Release 13中更進(jìn)一步提出Cat. 00標(biāo)準(zhǔn)，數(shù)據(jù)率一口氣降至200kbit/s，讓收發(fā)端耗電量顯著降低，大幅提升LTE技術(shù)在M2M應(yīng)用中的競爭力。

　　據(jù)了解，Cat. 00標(biāo)準(zhǔn)制定目標(biāo)是希望能降低模組設(shè)計(jì)復(fù)雜度以降低制造成本，而200kbit/s數(shù)據(jù)率僅需要單一收發(fā)天線，采用半雙工（Half-duplex）傳輸模式，也就是在不同的時(shí)間下，數(shù)據(jù)能進(jìn)行雙向傳輸，但在同一時(shí)間內(nèi)，數(shù)據(jù)只能單向傳送，如此可降低射頻（RF）設(shè)計(jì)復(fù)雜度。這些設(shè)計(jì)都是專為要求低功耗、低成本的應(yīng)用而設(shè)計(jì)，像是智慧電表（Smart Meter）。

　　黃俊豪進(jìn)一步指出，上述應(yīng)用不像移動(dòng)設(shè)備講究大量數(shù)據(jù)傳輸?shù)募磿r(shí)性和低延遲性，這些應(yīng)用只須傳送微量數(shù)據(jù)，且可以容忍較高的延遲性，所以3GPP特別將LTE MTC的接收頻寬從20MHz降為1.4MHz，從而減少基頻（Baseband）處理功耗。

　　黃俊豪提到，LTE Cat. 1/0和Release13的Cat. 00規(guī)格，將有助于簡化營運(yùn)商的部署過程；目前已有部分網(wǎng)絡(luò)可支援Cat. 1，預(yù)計(jì)2015年6月可望進(jìn)入商轉(zhuǎn)。至于Cat. 00規(guī)格預(yù)計(jì)于今年底前制定完成，2016～2017年間開始導(dǎo)入，2018年邁入商用部署階段。

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　　延伸閱讀

　　天線技術(shù)是LTE網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)容的關(guān)鍵

　　運(yùn)營商面臨的容量挑戰(zhàn)

　　在全球范圍內(nèi)，運(yùn)營商們正面臨著來自用戶對(duì)于通信可靠性、高速以及蜂窩服務(wù)穩(wěn)定性需求不斷增長的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，而解決這一難題的關(guān)鍵就在于增加網(wǎng)絡(luò)容量。

　　過去，運(yùn)營商主要通過三種方式獲得額外的容量：提高頻譜效率、擴(kuò)大頻譜范圍以及在現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施之上增加蜂窩或扇區(qū)。

　　由于容量大小取決于信號(hào)干擾噪聲比（SINR），要達(dá)到最大的吞吐量就需要采用各種技術(shù)將射頻路經(jīng)中的噪聲降到最低，并將干擾抑制提升到最高。下面我將簡單闡述能夠應(yīng)對(duì)相關(guān)領(lǐng)域問題的，最常被部署的天線技術(shù)。

　　增加容量的天線解決方案

　　扇區(qū)塑造

　　對(duì)于已經(jīng)部署LTE網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)營商而言，他們已經(jīng)意識(shí)到LTE網(wǎng)絡(luò)對(duì)于干擾更為敏感。為此，射頻工程師在涉及到為LTE網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)蜂窩以及所選天線的規(guī)格時(shí)，須格外謹(jǐn)慎。

　　當(dāng)運(yùn)營商在新的頻帶上部署LTE網(wǎng)絡(luò)時(shí)，他們通常會(huì)用新的天線取代舊的天線，因?yàn)樾碌奶炀€可在同一天線罩中增加更多天線陣列，從而為新的LTE頻帶提供額外的端口。而在不增加天線罩的情況下，增加站點(diǎn)的容量不會(huì)對(duì)站點(diǎn)租用成本、風(fēng)載和美觀造成太大影響。但是，在同一天線罩中增加更多天線陣列并非易事，因?yàn)殛嚵兄g的相互作用會(huì)降低波束方向圖性能，從而影響現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)質(zhì)量。因此，運(yùn)營商必須確保在網(wǎng)絡(luò)中部署的新型多頻帶天線在性能方面不低于被替換掉的天線。

　　運(yùn)營商在選擇新的天線時(shí)應(yīng)牢記兩點(diǎn)：該天線的性能要通過符合BASTA天線標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)表描述，以及該天線要具有良好的扇區(qū)塑造性能。具有出色扇區(qū)塑造性能的天線可以最大程度地提高覆蓋用戶的蜂窩內(nèi)的輻射能量，并最大程度地減少對(duì)其他用戶造成干擾的蜂窩外的輻射能量。這種天線的波束具有出色的扇區(qū)邊緣滾降特性以及前后比（F/B）和前側(cè)比 （F/S） 。

　　多波束天線

　　增加站點(diǎn)的扇區(qū)數(shù)量是一種高性價(jià)比的擴(kuò)容方式。通過采用單65°波束覆蓋120度扇區(qū)，再通過使用輻射一對(duì)33°波束的多波束天線使之分裂為兩個(gè)扇區(qū)，容量幾乎可以增加一倍。這兩個(gè)波束均由一個(gè)BSA形成，指向距離法線+/-30°的范圍內(nèi)，這樣雙波束天線就可以簡單地取代現(xiàn)有的BSA，且無需重新定位或重新指向。

　　康普可提供一系列多波束解決方案，包括具有高低頻帶選項(xiàng)的5波束天線系統(tǒng)、業(yè)內(nèi)首個(gè)18波束天線，這些天線也可以裝在車載基站（CoW）上。

　　增加異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中城域站點(diǎn)的容量

　　HetNet是由宏蜂窩和戶外小型蜂窩/城域蜂窩站點(diǎn)組成的，這些站點(diǎn)可集體提供寬廣的覆蓋范圍以及高容量數(shù)據(jù)的目標(biāo)區(qū)域。城域蜂窩通常被安裝在路燈柱和路邊設(shè)施中，并被設(shè)想采用簡單的全向定向鞭狀天線?？灯胀漕l規(guī)劃公司以及德克薩斯大學(xué)共同進(jìn)行的研究顯示，在城域站點(diǎn)層部署更高性能的天線可以顯著增加容量?？灯赵O(shè)計(jì)了具有更小的垂直波束寬度、具有上副瓣抑制以及具有波束下傾功能的多種型號(hào)的MetroCell天線，可提供實(shí)現(xiàn)城域站點(diǎn)投資價(jià)值所需要的更高的性能。

　　展望未來

　　運(yùn)營商未來將不可避免地面臨用戶對(duì)于網(wǎng)絡(luò)速度和質(zhì)量要求越來越高的壓力。運(yùn)營商應(yīng)當(dāng)不斷推進(jìn)其網(wǎng)絡(luò)的現(xiàn)代化進(jìn)程，并針對(duì)無線基礎(chǔ)設(shè)施及所提供的服務(wù)部署各種先進(jìn)技術(shù)，以便為應(yīng)對(duì)容量挑戰(zhàn)做好充分準(zhǔn)備。
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