載波聚合: 使整體勝于其各部分的總和
五年后的從最初的商業(yè)推出的長期演進(jìn)（LTE）, 到最新的第四代蜂窩技術(shù), 為設(shè)備例如智能手機(jī)與平板電腦支持著完整的移動(dòng)性連接，很顯然，消費(fèi)者對更快速度和更低的延遲連接的需求還未滿足，事實(shí)上反而還在增加。鑒于下一代技術(shù)，如LTE可實(shí)現(xiàn)或啟用，從高清視頻流，到以無處不在的快速接入以云端技術(shù)為基礎(chǔ)的信息，可看到現(xiàn)在消費(fèi)者對于他們的移動(dòng)設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)的要求比以往還要更高。
高清內(nèi)容是這種需求增長的一個(gè)典型的例子。是由什么啟動(dòng)呢？是因?yàn)橄M(fèi)者已習(xí)慣看高清電影，視頻和其他內(nèi)容，已經(jīng)演變成一個(gè)習(xí)慣性的高需求用于上傳用戶生成的內(nèi)容，不僅在高清，而且也在諸如4K的分辨率上啟用與享用，以及用在消耗更大屏幕顯示例如用在支持4K以上的電視。高清內(nèi)容消費(fèi)的最初需求已是夠用于解決指數(shù)倍增增長的信息下行，但由其帶來的用戶產(chǎn)生的內(nèi)容增長使得上行也更具有挑戰(zhàn)性。復(fù)合性雙向的信息傳送增長，高清和4K內(nèi)容的文件也隨著增長， 造成需要更高容量的帶寬和更低的延遲性能以確保消費(fèi)者不會(huì)花費(fèi)太多時(shí)間等待在上傳或下載自己的照片或影像。由于LTE的初步能力可提供較大的文件，不僅是消費(fèi)者，而且網(wǎng)站設(shè)計(jì)師也紛紛開始再增加圖像和影像的分辨率， 因而進(jìn)一步增加了網(wǎng)路的需求與負(fù)擔(dān)。
這僅僅是一個(gè)例子，現(xiàn)在，消費(fèi)者已活在其數(shù)碼世界中以高清快速分享和使用其信息與內(nèi)容，況且，也期盼現(xiàn)有服務(wù)提供商與設(shè)備能符合或接近需求。這種使用情況動(dòng)態(tài)創(chuàng)建的需求正在迅速超越LTE基本功能，并拉動(dòng)行業(yè)繼續(xù)提供更有利的能力與技術(shù)以滿足消費(fèi)者的高清生活的要求。
因此，載波聚合可以幫助了解LTE的下一階進(jìn)化，IHS公司提供一系列的載波聚合見解，進(jìn)一步探討最新的發(fā)展，和針對對移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)操作商（MNO），設(shè)備OEM與最終消費(fèi)者的影響。本文是本系列中的第一份發(fā)行。
探索的關(guān)鍵領(lǐng)域
在一系列的過程中，IHS將探討以下內(nèi)容：
什么是載波聚合？它是如何可以幫助MNO們和OEM們，以及如何以最佳方式傳達(dá)知識(shí)給予不太了解其技術(shù)復(fù)雜性的消費(fèi)者？
在采用循環(huán)中，目前載波聚合所占的位置是哪里？這是否是真的還是仍然只是一個(gè)理論上的概念？
什么是載波聚合接著下來的作為，以及其在實(shí)現(xiàn)高清晰度生活中所扮演的角色？
載波聚合技術(shù)：這是什么呢？
于第三代網(wǎng)絡(luò)相比，LTE的主要優(yōu)點(diǎn)是帶寬的提高，延遲的減少和改進(jìn)的頻譜效率。然而，這些益處，相對于HSPA +還未完全實(shí)現(xiàn)，直到信道帶寬被使用高于10兆赫。在10兆赫的信道寬度， 與HSPA + 同時(shí)相比，LTE的性能可以說是勉強(qiáng)比較好些。因此，為了優(yōu)化用戶體驗(yàn)以及運(yùn)營商的投資回報(bào)構(gòu)建出LTE網(wǎng)絡(luò)，出現(xiàn)了查找使用15，20，40，甚至60兆赫以上頻道方式的需求。不幸的是，由于現(xiàn)有許可的頻譜使用量，大多數(shù)國家的頻譜規(guī)劃都不允許接近20兆赫的信道。另外，即使它確實(shí)有，該技術(shù)本身最大的單信道帶寬只具有的20兆赫。因此，要讓特定應(yīng)用程序或網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)需要的40或60兆赫，是必須使用載波聚合技術(shù)。這就是載波聚合，在LTE標(biāo)準(zhǔn)的第10版中引入的原因。在最簡單的形式中，載波聚合可使啟用設(shè)備將2個(gè)，更小的，和非連續(xù)的信道合并到一個(gè)較大的信道，此信道的優(yōu)點(diǎn)是和相同尺寸較大的鄰接信道相同。然而，如在有關(guān)LTE中最多的事，實(shí)施載波聚合將不局限于此最基本的形式。設(shè)計(jì)使得載波聚合將需要考慮到許多不同類型的信道組合，其中包括了但不局限于：
多達(dá)5個(gè)相同或不同帶寬的聚集頻道;
在同一頻帶里有數(shù)個(gè)不相鄰頻道（即全部在700兆赫頻段以內(nèi)）;
數(shù)個(gè)使用相同頻帶相鄰頻道- 通常是在試圖達(dá)到40和60兆赫的組合時(shí)使用，但是也可以和具有較小的帶寬的一起使用;
從2個(gè)不同的頻帶的頻道，但是，從兩者都是處于頻譜的高端（一個(gè)頻道是從1.9GHz的頻帶和另一個(gè)從2.1GHz的頻帶）;
從2個(gè)不同的頻帶的頻道，但只有一個(gè)從頻譜的低端，而另一個(gè)從頻譜的高端是（一個(gè)頻道從700MHz頻段和另一個(gè)從2.1GHz頻帶）;
后兩種情況都是同一類型的帶間載波聚合，但值得一提是，它們離聚集信道越遠(yuǎn)，將導(dǎo)致調(diào)制解調(diào)器為了解決這些RF信號(hào)中不同的物理特性，使設(shè)計(jì)更加復(fù)雜化。
聚集頻道的數(shù)量及其個(gè)別帶寬數(shù)會(huì)導(dǎo)致在理論中不同的最高速度，然后決定LTE用戶設(shè)備（UE）所支持的種類。下面列表提供了載波聚合的組合和其中能使用 LTE UE 種類的一些例子。
一旦結(jié)合，聚集的信道通常會(huì)得到比一般單獨(dú)行動(dòng)，但擁有同樣數(shù)目的頻道的表現(xiàn)的更好，尤其是對于突發(fā)流量的數(shù)據(jù)。除了其他的原因，這是由于聚集的信道能夠分享信號(hào)和開銷控制，及與不同的RF特性相關(guān)的信增益，環(huán)境，還有聚集頻道的傳播路徑。
載波聚合其中一個(gè)挑戰(zhàn)是為了正確實(shí)施，在LTE基本功能和后續(xù)的專業(yè)知識(shí)里奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，由于每一級(jí)更高的類別上實(shí)現(xiàn)前一類建筑是需要的。這種類型的能力，在以前的分類建筑只能通過多年迭代的工程和設(shè)計(jì)開發(fā)。幸運(yùn)的是，正當(dāng)LTE不斷成熟和實(shí)現(xiàn)其長期發(fā)展的承諾。現(xiàn)在消費(fèi)者也開始從一些供應(yīng)商的芯片組，設(shè)備和基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)備看到商用解決方案。
載波聚合：MNOs和消費(fèi)者的最終勝利
由于在上行鏈路和下行鏈路的消費(fèi)需求快速增長，頻譜資源的稀缺性以及具有競爭力的價(jià)格壓力限制收入增長，MNOs急于尋找更有效的方法使用他們已經(jīng)擁有的頻譜以提供更高的數(shù)據(jù)速率和更低的延遲，同時(shí)并沒有增加他們成本基礎(chǔ)–或者至少，如果他們需要投資新的頻譜以實(shí)現(xiàn)CA，在這樣一個(gè)資本支出的投資回報(bào)率將超過網(wǎng)絡(luò)容量和性能提升，競爭力和用戶體驗(yàn)方面的回收。由于固有的技術(shù)改進(jìn)，從調(diào)制方案的糾錯(cuò)與信令和編碼效率，LTE和隨后的每一個(gè)更高類別的載波聚合為上行鏈路和下行鏈路提供了更高頻譜效率。因此，當(dāng)MNO實(shí)踐越來越高水平的載波聚合，在提供相同或甚至更高的性能給最終消費(fèi)者時(shí)，享有更低的每位成本。
對于消費(fèi)者來說，每個(gè)高水平CA啟動(dòng)的更高的吞吐量和低延遲，不僅使某些實(shí)時(shí)應(yīng)用可能發(fā)生，而且也增加其可用性。例如，4K視頻流可能在前幾代版本里出現(xiàn)。然而，如果消費(fèi)者必須等待多分鐘讓足夠的內(nèi)容以在本地存儲(chǔ)緩沖足夠的數(shù)據(jù)來開始播放視頻，然后又在5分鐘或10分鐘要等待更多的緩沖的發(fā)生，消費(fèi)者體驗(yàn)就會(huì)降低到連這樣的服務(wù)變得不可用了。此外，考慮到在傳輸和接收數(shù)據(jù)的過程中，移動(dòng)設(shè)備的電源是最常用的，增加對調(diào)制解調(diào)器啟用周期時(shí)間使這糟糕的用戶體驗(yàn)，將大大減少電池壽命而導(dǎo)致更進(jìn)一步的降低整體經(jīng)驗(yàn)。與此相反，CA減少了緩沖時(shí)間，以及減少手機(jī)調(diào)制解調(diào)器使用的實(shí)際上發(fā)送和接收的時(shí)間。
這個(gè)在多個(gè)方面改進(jìn)的用戶體驗(yàn)的例子，會(huì)導(dǎo)致MNOs較低的流失率(計(jì)算一個(gè)MNO在競爭里，喪失了的用戶人數(shù)) 和最終增加消費(fèi)者使用的數(shù)據(jù)量，從而推進(jìn)它們更高的數(shù)據(jù)資費(fèi)水平。
我要注明的，這只是一個(gè)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商和最終消費(fèi)者都得益的例子。隨著消費(fèi)者越來越多地使用其他服務(wù)和需要實(shí)時(shí)或近實(shí)時(shí)通信的應(yīng)用程序如以云端為基礎(chǔ)的服務(wù)，將更有充分的理由，使CA從一個(gè)選擇性的使用變成一種需要。
原廠設(shè)備制造商們: 忽略載波聚合(CA)技術(shù)的風(fēng)險(xiǎn)
由于，為了無線電的調(diào)制解調(diào)器設(shè)計(jì)，而增加了元件的容度，并且實(shí)際上并非所有芯片供應(yīng)商都具有商業(yè)化的CA技術(shù)，因此此技術(shù)通常被認(rèn)為是一種僅適用于高端設(shè)備和某些已經(jīng)取舍其他功能的少數(shù)中端手機(jī)里的特點(diǎn)。然而，在過去的12至18個(gè)月里，芯片供應(yīng)商已相繼在市場推出了解決方案，已讓CA能為不同層面的手機(jī)，從高端到低端，或者是中端的，專門設(shè)計(jì)不同類別的功能。
因此，現(xiàn)在不僅是小區(qū)域OEM開始在他們的進(jìn)度表規(guī)劃和實(shí)施CA，但I(xiàn)HS預(yù)計(jì)，就算沒有此進(jìn)度表，跨界且不管是針對最高革新階段，或者是低成本，生命周期短設(shè)備的OEM，都會(huì)因在下一個(gè)設(shè)計(jì)周期里覺得競爭力不足，而感到壓力。那些透過MNO們推銷設(shè)備的OEMs已經(jīng)看到這一點(diǎn)，因?yàn)樗麄円咽盏組NO們的上面所提到的高效率和功能更好要求的招標(biāo)書(RFPs)。由于這些MNO們已開始通過那些需要CA的非技術(shù)性營銷新服務(wù)向消費(fèi)者推銷改進(jìn)的功能，即使是那些主要使用直接面向消費(fèi)者渠道的OEM廠家也將開始感受到壓力。由于競爭激烈，并且需在短時(shí)間內(nèi)把之前所提的渠道需求推出市場，因此盡早把CA包含在當(dāng)前的路線圖，能在接著的設(shè)計(jì)周期里增加更多的利潤。
另外，既然一樣的OEMs提升了自己產(chǎn)品的其他功能，以增加競爭力，例如能支持更多的傳感器，高分辨率相機(jī)，大屏幕顯示等，顯然的通過啟用LTE的廣域網(wǎng)連通性保持速率是當(dāng)務(wù)之急，以確保當(dāng)生產(chǎn)和消費(fèi)內(nèi)容，或者使用那些需要實(shí)時(shí)連接到云端的應(yīng)用時(shí)，不會(huì)降低用戶體驗(yàn)。這將是持續(xù)性的與今天和未來所提供的新一代應(yīng)用和服務(wù)一同成長的一種趨勢。
理論 vs 現(xiàn)實(shí)
很明顯的，為了實(shí)現(xiàn)現(xiàn)今消費(fèi)者所需的高清晰度的生活方式，CA是一個(gè)關(guān)鍵的進(jìn)化步驟。但事實(shí)上有多么真實(shí)呢？在真正的蜂窩設(shè)備里，當(dāng)涉及到先進(jìn)功能時(shí)，往往出現(xiàn)雞生蛋還是蛋生雞的說法。即使該設(shè)備有可支持的能力，但其所使用的網(wǎng)絡(luò)能否這樣做呢？另一方面，假設(shè)MNO們?yōu)橹С衷摴δ?，而在建立基礎(chǔ)設(shè)施上投入了資金和時(shí)間，屆時(shí)是否有配備將利用此功能的先天優(yōu)勢，進(jìn)而讓MNO們的投資得到回報(bào)呢？
在接著的LTE載波聚合見解的發(fā)行里，IHS將探索在大家在可用商業(yè)化的CA技術(shù)行業(yè)里所占的位置。也許還能解答，您的策略是否已經(jīng)站穩(wěn)腳步，還是已經(jīng)在市場曲線里落后了？
