業(yè)界普遍認為在5G到來之前，4G網(wǎng)絡(luò)也需要持續(xù)演進，從而最大化存量網(wǎng)絡(luò)價值。去年底，3GPP正式確定將LTE R13版本標(biāo)準命名為LTE-Advanced
Pro，這是繼LTE-Advanced之后，3GPP定義的又一個4G演進標(biāo)準概念(又稱為4.5G)。LTE-Advanced
Pro的目標(biāo)是保持與LTE/LTE-Advanced的后向兼容性，同時在LTE-Advanced基礎(chǔ)上進一步提高傳輸速率、降低延遲，并增強對機器類通信設(shè)備的支持。4G的創(chuàng)新演進是5G商用進程中非常重要的一環(huán)。目前來看，4G創(chuàng)新技術(shù)以及場景應(yīng)用頻出，LTE-M(物聯(lián)網(wǎng))、LTE-V(車聯(lián)網(wǎng))及LTE-U/LAA(LTE利用免許可頻段)將是三個重要的演進和發(fā)展方向。
LTE-M為物聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新奠定基礎(chǔ)
物聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)成為ICT產(chǎn)業(yè)的重要創(chuàng)新引擎，并寄希望于通過4G網(wǎng)絡(luò)發(fā)展更多、更新、更有前景的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。而LTE-M是4.5G的重要特性之一，是基于LTE演進的最新的蜂窩物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。LTE-M是在3GPP R12中提出，并在R13中進一步完善。相對與LTE技術(shù)，LTE-M只需要少量的頻譜資源，就可以提供高達百倍的深度覆蓋增益和千倍以上的聯(lián)接能力，而終端功耗功率消耗極低，為智慧物聯(lián)網(wǎng)的普及落地奠定了基礎(chǔ)。
目前，LTE-M已經(jīng)成為全球眾多運營商的戰(zhàn)略發(fā)展重點。美國運營商AT&T于2011年重點發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)，包括物流領(lǐng)域、家居市場、高端私家汽車網(wǎng)絡(luò)服務(wù)、遠程醫(yī)療服務(wù)等等。Verizon也積極切入基于4G的物聯(lián)網(wǎng)市場，2014年Verizon物聯(lián)網(wǎng)收益同期上升45%，其中基于4G的增幅高達135%。我國國內(nèi)運營商也將LTE-M視為未來網(wǎng)路和應(yīng)用發(fā)展的重要方向。以中國聯(lián)通為例，其去年宣布把傳統(tǒng)的移動互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)變?yōu)?.5G智慧物聯(lián)網(wǎng)，即通過LTE-M技術(shù)來構(gòu)建一張無縫智慧物聯(lián)網(wǎng)，可廣泛用于城市管理、交通、能源、健康等領(lǐng)域。同時，上海聯(lián)通去年開通了基于4.5G LTE-M蜂窩物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的試點，并且在上海試點了智能泊車業(yè)，即車位檢測器通過LTE-M網(wǎng)絡(luò)將狀態(tài)數(shù)據(jù)定期上報給服務(wù)器，開車用戶可以通過APP隨時查詢整個城市停車位的占用信息。
然而，雖然有預(yù)測物聯(lián)網(wǎng)終端2020年將達到54億，但是目前仍有七成以上的物聯(lián)網(wǎng)終端是基于2G網(wǎng)絡(luò)的，這主要是由于目前多數(shù)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用對數(shù)據(jù)流量的消耗都非常小，而4G網(wǎng)絡(luò)的覆蓋水平及4G物聯(lián)網(wǎng)終端模塊的價格、電池消耗仍然偏高。為了應(yīng)對物聯(lián)網(wǎng)，LTE-M必須在芯片等設(shè)備成本、電池壽命、增強覆蓋等方面進行優(yōu)化，以更好的為用戶提供便利。目前業(yè)界正在加速LTE-M的商用進展，相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)、終端和芯片也逐漸成熟，4G網(wǎng)絡(luò)對物聯(lián)網(wǎng)的支撐能力將越來越強，運營商基于4G網(wǎng)絡(luò)的物聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新將更加豐富。
LTE-V將支撐車聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用創(chuàng)新
LTE將在車聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)中發(fā)揮更大作用。2015年年初，3GPP啟動了LTE V2X的標(biāo)準化研究。LTE V2X是指V2V(車-車通信)、V2I(車-路通信)和V2P(車、行人通信)。其應(yīng)用場景總體來看大概有兩大類，一類是行駛安全類，包括前后車輛的剎車和一些在交叉路口的防撞等等場景。一類是交通效率提升類，通過一些道路限速和交通燈的提示來提升交通效率。
目前，各大無線運營商、芯片廠商也都在搶奪車載網(wǎng)市場。美國奧迪公司和AT&T宣布奧迪2016年款全系車型將全部支持4G LTE高速數(shù)據(jù)連接服務(wù)，并為全系車型配備支持奧迪Connect的多媒體信息娛樂系統(tǒng),自帶谷歌地球和谷歌街景服務(wù)，可以提供快速Wi-Fi熱點接入。此外，奧迪用戶還可以通過采用AT&T提供的SIM卡，實現(xiàn)4G LTE連接，從而享受交通信息及地圖導(dǎo)航、社交媒體及移動應(yīng)用程序以及7,000多個廣播電臺及網(wǎng)絡(luò)電臺等服務(wù)。高通近日也為車聯(lián)網(wǎng)推出新的驍龍 X12和X5 LTE 調(diào)制解調(diào)器，以支持汽車行業(yè)所有市場層級的連接。驍龍X12 LTE調(diào)制解調(diào)器旨在幫助汽車制造商開發(fā)具有先進遠程信息處理和互聯(lián)信息娛樂功能的下一代系統(tǒng)，可實現(xiàn)最高達450Mbps的下行速率、100Mbps的上行速率和更大的覆蓋范圍。
LTE-U/LAA通過頻譜使用創(chuàng)新解決流量激增難題
在LTE-Advanced商用后，運營商越來越依賴于通過載波聚合提高帶寬，但載波聚合需要較大帶寬的頻譜資源，而運營商很難一次性拿出數(shù)個10MHz甚至20MHz的頻譜資源進行載波聚合。同時，全球的免許可頻段資源較為豐富，尤其是5GHz頻段使用率較低，還未被充分利用，利用免許可頻率分流LTE網(wǎng)絡(luò)流量成為緩解流量壓力的重要手段。同時，對于部署工作在5GHz免許可頻段的LTE系統(tǒng)可能與WLAN等技術(shù)產(chǎn)生干擾問題也引起了業(yè)界的巨大爭論。
LTE利用免許可頻段尚處于起步階段，商用進展分兩個階段。第一階段是基于LTE-U的商用，高通聯(lián)合阿朗、愛立信、三星、Verizon等企業(yè)成立了LTE-U論壇。由于谷歌、IEEE等標(biāo)準組織和企業(yè)的質(zhì)疑，LTE-U技術(shù)方案未被3GPP納入正式的LTE標(biāo)準，但這一思路已經(jīng)成為LTE技術(shù)演進的重要方向。第二階段是基于3GPP R13的LAA技術(shù)。DoCoMo、T-Mobile、SKT、LG U+等運營商正在積極測試，利用5個20MHz頻譜可以實現(xiàn)750Mbps的下行傳輸速率，預(yù)計將在2016-2017年實現(xiàn)商用。
結(jié)語
未來，隨著移動互聯(lián)網(wǎng)的持續(xù)發(fā)展，視頻業(yè)務(wù)使用頻次和視頻的分辨率將不斷提升，甚至3D視頻、虛擬現(xiàn)實等新業(yè)務(wù)、新應(yīng)用逐漸出現(xiàn)，這將使用戶對于流量的需求呈現(xiàn)爆炸式增長趨勢。而4G網(wǎng)絡(luò)的不斷創(chuàng)新及演進升級，可大幅提升網(wǎng)絡(luò)容量和速率，為巨大的流量和業(yè)務(wù)需求提供可靠地網(wǎng)絡(luò)支撐和良好的用戶體驗。同時，物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)將逐漸豐富、普及，新的業(yè)務(wù)場景需要諸如LTE-V、LTE-M等技術(shù)來實現(xiàn)。4G的創(chuàng)新型演進將驅(qū)動新技術(shù)、新應(yīng)用層出不窮，也將為逐步實現(xiàn)5G網(wǎng)絡(luò)商用鋪平道路。
