LTE 上行鏈路載波聚合(UL CA) 是全球蜂窩網絡的最新技術。韓國和中國有四家無線運營商采用了此技術,而西歐、美國和馬來西亞至少有四家運營商也將很快跟進。
UL CA 可提高用戶體驗,帶動社交視頻的高速增長趨勢。UL CA 還代表著LTE 的前沿技術,這是一個充滿挑戰但又利潤豐厚的市場。隨著今年智能手機增長速度的下降,這對于元件供應商、手機OEM 廠商和運營商來說,是一個超越競爭對手的機遇。
· UL CA 結合從單一用戶傳輸(上行鏈路)至無線基站的兩個或多個LTE 信號(分量載波),從而大幅提高了用戶上傳內容和文件的速度。
· 隨著視頻電話、視頻消息以及將用戶創作的內容發布至社交網絡站點的技術的迅速普及,消費者可以盡情享受UL CA 帶來的用戶體驗大幅提升。
為了強調視頻內容的重要性,現在視頻內容已經占據大部分LTE 運營商超過半數的無線數據流量。18-34 歲重要人群在互聯網上觀看視頻的時間超過電視,隨著可拍攝視頻的智能手機的普及,社交網絡站點經歷了用戶發布短視頻和觀看視頻的爆炸式增長。
社交視頻網站廣受青睞的一些事實如下:
· Facebook 用戶每天觀看超過80 億個視頻短片,其中有超過75% 的視頻內容是在移動設備上觀看。每人發布的視頻數量(大部分用手機創作)同比增加75%,發布視頻總數同比增長3.6 倍。
· Snapchat 每天也有超過80 億的視頻點擊量,這相當于六個月之前的三倍。
· Facebook 旗下的Instagram 現在變成一個發布視頻廣告和消息的熱門網站。為了應對需求增長,Instagram 剛剛將視頻最大許可時長從15 秒提高到60 秒。
· 超過80% 的Twitter 用戶在網站上觀看視頻內容,其中有90% 在移動設備上觀看。
· 據保守估計,Twitter 旗下的Periscope 僅發布一年就發展了超過5 千萬用戶。用戶通過Periscope,可以將手機中的直播內容發布給世界各地的觀眾,同時還可以通過Twitter 發送視頻鏈接。
· 作為第一家互聯網視頻網站,YouTube 現在有超過10 億用戶,其中大部分用戶根據特定主題和產品觀看可搜索內容。為了應對社交視頻的增長,YouTube 推出了360 度視頻直播。
韓國三家運營商推出了UL CA,這主要是為了支持上傳手機視頻的需求。LG Uplus、SK Telecom 和KT 一共有大約6000 萬用戶,其中大部分使用LTE 網絡,并且現在已接入UL CA。
在韓國,支持UL CA 的手機可以同時在兩個不同頻帶上傳輸數據,速度大約為之前可用上行速率的兩倍:
· 根據韓國的部署情況,UL CA 在單獨的LTE 頻帶上采用兩個分量載波(CC),聚合帶寬為30 MHz (20 MHz + 10 MHz UL)。韓國運營商還支持上行鏈路64-QAM 調制,而不是比較常用的16-QAM。
· LG Uplus 結合B7 (2600 MHz) 頻帶的20 MHz 和B5 (850 MHz) 頻帶的10 MHz,提供高達112.5 Mbps 的峰值上行速度。
· 目前,我們還不確定SKT 和KT 如何運營UL CA,但是SKT 有B1、B3 和B5 可用頻段,而KT 有B1、B3 和B8 可用頻段。我們猜測,這兩家運營商都采用B3 頻帶的20 MHz 加上B1 頻帶的10 MHz。這樣,支持UL CA 的同一臺手機可同時使用這兩種網絡工作。SKT 支持131.25 Mbps 的峰值UL CA 速度,KT 支持93.75 Mbps 的峰值UL CA 速度。
· 韓國首批支持UL CA 的手機是LG G5 采用高通驍龍820 處理器的變型版本。
· 在對上行鏈路的64-QAM 支持中,華為向UL CA 和其他LTE Advanced Pro 功能提供無線基站設備,這可以提高突發情況下以及基站附近高密度區域的UL 容量。
· 注意,2016 年3 月被3GPP 歸為Release 13 的LTE Advanced Pro 最高可實現40 MHz 的聚合UL 帶寬,結合64-QAM 使用時,可提供高達150 Mbps 的UL 峰值數據速率。150 Mbps 的UL 峰值數據速率可分類LTE UL13 類。韓國UL CA 網絡采用LTE Advanced Pro 的eRAN11.1 版本。
中國最大的運營商中國移動(CMCC) 宣布將在2016 年第4 季度開始鋪設UL CA 網絡。似乎中國將在未來幾年內發展成為UL CA 設備的最大市場:
· 2015 年,中國移動通過浙江移動子公司在杭州鋪設了UL CA 試驗網,以非官方形式允許在一個城市繼續推行其服務。在試驗網中,中國移動采用了華為的設備。您可以在此了解更多信息。
· UL CA 解決了TDD-LTE 上行鏈路存在的弱點:下行鏈路與上行鏈路通常存在5:1 - 6:3 的非對稱速比。支持UL CA 的手機的峰值UL 速率從10 Mbps 增長至31 Mbps。
· 中國移動準許使用LTE 頻帶41 上面2,575 MHz - 2,635 MHz 的頻率。中國移動采用高達60 MHz 的總可用帶寬上下行鏈路可支持多達三個20 MHz 分量載波;通過64QAM 調制,運營商可以提高設備的UL 性能,不必從DL(下行鏈路)獲取附加時隙。
· 在當前的實施過程中,中國移動在下行鏈路方向使用三個分量載波(3x DL CA),在上行鏈路方向使用兩個(2x UL CA) 加上UL 64-QAM 調制。
· 中國第一款采用UL CA 的手機為LeEco 公司(之前的LeTV)的LeMax Pro。中國移動還發布了A2 手機,同時采用UL 和DL CA 技術的手機,售價799 元(大約122 美元)。LeMax Pro 采用高通驍龍820 處理器。中國移動A2 采用高通驍龍617 處理器。
移動視頻在中國呈爆炸式發展態勢。中國騰訊公司借助廣受歡迎的Wechat 服務(即微信,粗略譯為“短消息”)推廣社交視頻平臺,微信目前有11 億用戶,其中有超過6.9 億用戶在使用微信的智能手機應用。中國其他視頻平臺、應用和服務包括阿里巴巴支持的優酷-土豆、愛奇藝(百度)和中國移動“和”。隨著中國社交視頻的增長,對UL CA 手機的需求也會隨之增強。
據傳言,至少有兩家歐洲運營商已開始試驗UL CA,可能很快就投入商用。在新加坡,運營商M1 最近剛完成了一次UL CA 試驗。在美國,似乎Sprint 可能會發現UL CA 的誘人好處。與中國移動一樣,Sprint 也采用B41 頻段的TDD-LTE 網絡。
所有這些對于蜂窩網絡無線電元件和供應商意味著什么?
· 對高通的好處。支持UL CA 技術的LG G5、LeEco LeMax Pro 和中國移動A2 手機均采用高通的驍龍SoC 處理器和相關的無線芯片組。到目前為止,高通是唯一一家向使用UL CA 技術的移動設備提供無線芯片組的公司。三星、海思和英特爾公司發布過支持UL CA 的芯片組,但目前還沒有投產,或者還沒有用于任何支持UL CA 的手機。
· 更具挑戰性的射頻前端。在FDD-LTE 設備中,UL CA 同時采用兩個功放(PA)。只要功放不處于業內粗略定義為LB(低頻段,通常為700 MHz – 960 MHz)、MB(中頻段,通常為1700 MHz - 2,200 MHz)或HB(通常為2,300 MHz - 2,700 MHz)的相同頻率范圍內,UL CA 都可以采用硬件參考設計已有的并行多波段功放。在LG Uplus 的手機中,一個功放以低頻段(B5) 工作,另一個以高頻段(B7) 工作,這兩個功放很可能通往不同的天線。在這種情況下,HB 接收頻率可能有接近LB 傳輸頻率第三諧波的危險,于是對元件隔離、線性化以及濾波器和雙工器抑制提出了更高要求。
· 更多功放。假設SKT 和KT 的手機在B1 和B3 波段上使用UL CA,那么需要再設置一個中波段功放。此功放很可能與分集天線相連,需要額外設置一個開關刀片、一個雙工器和某種濾波功能來保護分集天線接收鏈路。
· 更好的功放。中國移動的手機采用B41 波段的帶內UL CA 技術,兩個分量載波需要高達40 MHz 的聚合帶寬。與單個分量載波相比,這對于功放線性和效率提出了更高要求。
· 更勝一籌的功放。我們認為,FDD-LTE 設備的帶內UL CA 技術需要實現非常低的帶外諧波,多余的諧波可能涌入附近的接收信道,所以與當今的TDD 設備相比,未來FDD 設備的帶內功放規格要求將更難以滿足。未來可能采用UL CA 的FDD 波段包括B1 (1920 MHz – 1980 MHz)、B7 (2,500 MHz – 2,570 MHz) 和B25 (1,850 MHz – 1,915 MHz)。
總之,UL CA 不僅僅是一種尋找殺手級應用的技術,是為了服務于社交視頻的驚人增長。支持UL CA 的LTE 技術還代表著目前的前沿蜂窩生產技術,這可能是歷史上最具挑戰性但是利潤最為豐厚的市場。與過去一樣(或多或少),通過UL CA,您的公司要么跟上形勢發展,要么給人讓路,要么被甩在身后。