進階長程演進計畫(LTE-A)將有助行動通訊營運商改善現有LTE網路效能。其中引起熱烈討論的，是利用載波聚合(Carrier Aggregation, CA)技術提升資料速率，達成更高的網路容量，可望進一步拓展網路涵蓋範圍並穩定效能。
Ovum認為，若行動通訊營運商想要以最簡易、最低成本的方式升級LTE或進一步建置LTE-A，載波聚合技術自然是不二之選。載波聚合技術提供更高且更可定義的網路速度，是行動通訊營運商在推行LTE-A時最有力的優勢。相較之下，LTE-A帶來的其他效益，諸如基地台邊緣地區效能的改善，相較之下則缺乏吸引力。
除此之外，增強型蜂巢式區域間干擾消除(eICIC)技術雖得以改善小型蜂巢式基地(Small Cell)及大型蜂巢式基地台(Macro Cell)之間的邊緣地區效能，卻也為網路容量帶來負面影響。Ovum認為，行動通訊營運商應架設專用的小型蜂巢式基地台頻譜，減少干擾問題，並避免使用eICIC。
事實上，LTE-A是長程演進計畫(LTE)的進階版本，而非替代選項，因此原先建置LTE的大型基地台廠商應開始著手升級現有的LTE設備。另外，無線接入網(RAN)廠商布局LTE-A時，網路排程器(Network Scheduler)扮演重要角色，並負責網路資源分配。不過現今仍沒有明確標準規範，廠商建置方式互不相同，將會是在比較網路排程器時面臨的主要挑戰。
CoMP/eICIC技術有助營運商進軍LTE-A市場
初期選擇LTE廠商時，行動通訊營運商須將該廠商未來的LTE-A規劃藍圖一併列入考量因素，因為他們極有可能也會承接LTE-A的建置任務。服務供應商不能僅將LTE-A視為載波聚合及更高的資料速率。
雖然距離LTE-A正式上市仍是漫漫長路，但使用協調式多點(Coordinated Multipoint, CoMP)技術與eICIC所帶來的更高網路效能得以加強終端用戶的整體使用體驗，對於行動通訊營運商來說是極具競爭力的優勢。
無線接取網路廠商建置LTE-A的手法互不相同，須先檢視問題所在，再針對各個問題發展能有效改善的網路系統。此外，儘管集中式無線接取網路(Centralized RAN, C-RAN)嚴格來說並非LTE-A的技術之一，但將持續為RAN廠商帶來重要影響力。
而且，網路協調須透過C-RAN進行(CoMP尤為需要)，眾多基地台也將須透過C-RAN技術進行載波聚合。甚至5G網路也須要應用C-RAN技術。
大幅提升資料傳輸率 LTE-A技術大躍進
LTE-A引進由第三代合作夥伴計畫(3GPP)第10版(Release 10)的多元新技術，目的在於達成ITU-Advanced、也就是真正4G網路(Real 4G)的目標。
就理論而言，LTE-A使用100MHz載波聚合技術以及8×8串流多重輸入多重輸出(MIMO)天線，在下行鏈路最高可達3Gbit/s，上行鏈路則可支援到1.5Gbit/s。
LTE-A技術相對於現今LTE尖峰容量來說是相當可觀的進展，過去測量出的速率範圍約僅介於60、100Mbit/s之間。LTE-A同樣也提供比LTE更理想的網路一致性，使得網路容量不因使用者遠離基地台而下降(圖1)。
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| 圖1 LTE-A與LTE比較圖 |
LTE-A運作效果仰賴於營運商所建置的技術。基本上營運商所考慮採用的LTE-A技術有四種：載波聚合、MIMO、CoMP技術及eICIC。其中兩項技術能改善整體網路容量，其餘兩項則有助提升網路一致性。但其實在技術層面還有第五項選擇，即為架設小型基地台回傳網路的中繼站(Relay Nodes)，但有興趣的廠商並不多。
載波聚合並非新鮮事。HSPA+網路便曾利用載波聚合增加容量，其概念也相當簡單明瞭，頻譜越多，網路容量就越高。
電信大廠推動TDD/FDD聚合商用
在LTE方面，載波聚合有以下三種主要類型(圖2)。頻段內連續(Intra-band Contiguous)載波聚合、頻段內非連續(Intra-band Non-contiguous)載波聚合及頻段間非連續(Inter-band Non-contiguous)載波聚合。
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| 圖2 LTE-A三種主要載波聚合類型 |
對於使用非對稱或是分時多工(TDD)頻譜的營運商來說，頻段內載波聚合是增加容量的手段；使用對稱或分頻多工(FDD)頻譜的營運商則偏向採用頻段間載波聚合。但也有例外情況，像是中國聯通就為2,600MHz頻段支援頻段內載波聚合，而T-Mobile也為AWE頻譜支援頻段內載波聚合。
支援載波聚合頻段的整合將有助於進行標準化。廠商表示，聚合兩種不同頻段並非難事，但是否要聚合則取決於營運商是否有興趣。事實上，特定頻段結合從3GPP第11版本開始進行標準化；頻段內非連續頻段結合也緊接著在第12版本進行標準化。
此外，第12版本也引進三頻段聚合，稱作多流載波聚合(Multi-stream Carrier Aggregation, MSCA)。載波聚合的另一選擇則是TDD與FDD網路之間頻帶的聚合。2014年世界行動通訊大會(Mobile World Congress)即有數間廠商示範此技術，其中華為及諾基亞通信(Nokia Networks)都預計於2015年上市。
隨著3GPP第13版本的到來，載波聚合也多了另一種可能性，亦即授權及未授權頻譜(LTE-U)的聚合。這將LTE技術拓展至5GHz未授權頻譜，且不與Wi-Fi相衝突。然而，此類的創新技術將會面臨諸多挑戰，例如要如何吸引營運商興趣，此外還有建立設備及網路生態系統等問題，使用未授權頻譜的載波聚合也會碰上管制爭議。若無法證明LTE拓展至未授權頻譜與Wi-Fi並不相衝突，未來發展可能就不甚樂觀。
載波聚合身為LTE-A技術之一，因為建置方式極為簡便，只須升級軟體，卻能達到最佳的效能改善，從一開始就得到諸多關注。舉例來說，20MHz的載波聚合可以將最高下載速率提升至150Mbit/s；40MHz則可以提升至300Mbit/s。相較之下，現今未採用載波聚合的下載速率大約介於70M、100Mbit/s之間。截至目前為止，諸如南韓等早期LTE-A商業化部署所回報的效能改善狀況，大部分都要歸功於載波聚合技術的建置。
MIMO是支援多輸入多輸出的天線技術。傳統上無線電系統和裝置端各有一支天線，稱作單輸入單輸出(Single-input Single-output)，而為基地台的無線電系統與終端用戶裝置增加更多天線，能為無線電傳輸創造更多通道，藉此提高資料傳輸速率，並改善整體網路容量。
MIMO並非首創技術，早在HSPA技術與Wi-Fi網路、甚至初期LTE建置就已有相關應用。今日支援2×2 MIMO的LTE網路和裝置如圖3所示。
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| 圖3 2×2MIMO |
MIMO為LTE-A帶來更高階的4×4或8×8，但也因此造成裝置支援的問題，目前尚無支援4×4 MIMO的智慧型手機。
當然MIMO不須在發送器以及接收端取得平衡。美國T-Mobile支援4×2 MIMO，即在基地台建置4條天線，在裝置端建置2條。4×2 MIMO仍然可以改善網路效能，效果在下行鏈路尤為可觀，裝置得以傳送訊號至四條不同天線，而不只有兩條。
美國電信商Sprint已部署支援8×8 MIMO的LTE TDD基地台一段時間。提供此類無線電系統的廠商有阿爾卡特朗訊(Alcatel-Lucent)、諾基亞通信，以及三星(Samsung)。中國移動也正著手建置類似的無線電系統，除Alcatel-Lucent和諾基亞外，也和愛立信(Ericsson)、華為和中興通訊合作。然而Sprint因為裝置支援問題，尚未開通8×8 MIMO，目前僅為其LTE TDD傳輸擴展4×2 MIMO。
雖然MIMO確實能增加網路容量，卻無法帶來和載波聚合一樣的益處。首先，因為智慧型手機的天線空間已經相當有限，無法再容納MIMO。其次，營運商須要增加天線，甚至可能要添置無線電系統才能支援MIMO，這些流程帶來的額外成本都高於只須進行軟體升級的載波聚合。
改善邊緣效能 CoMP/eICIC提供一致性網路體驗
如同先前提到的，LTE-A並不只是改善整體網路容量，同樣也能創造更一致的體驗。一般來說，當使用者遠離基地台時，網路效能會降低。在基地台邊緣地區問題更加嚴重，多處基地台的干擾會進一步削弱網路效能。為改善此問題，LTE-A將會納入CoMP技術及eICIC，以達成更理想且更一致的網路涵蓋。
CoMP技術能讓終端用戶裝置同時與多處無線電端點通訊。這使得數站基地台能藉此合作，在上、下行鏈路共同分配網路資源並傳送資料；此外該技術還能在終端用戶裝置與數站基地台通訊時，改善邊緣地區的效能。
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| 圖4 CoMP圖示 |
與其讓不同基地台的訊號帶來干擾且削弱網路效能，CoMP反倒能讓那些基地台共同合作改善邊緣地區效能。圖4為CoMP基本功能圖示。
CoMP的標準化從3GPP第11版本開始，並在第12版本持續進行。CoMP最大的問題在於不同基地台無線電系統之間的協調，需要低延遲的網路回傳技術。理想狀態下，這能透過C-RAN解決，但因為缺少能連接各個無線電接頭(Radio Head)的光纖，使得大部分的營運商難以進行部署。
CoMP最初的建置在上行鏈路完成，不須經標準化，或是裝置端的協調和調整。由於下行鏈路須要經過完整協調，因此建置過程將較難執行。
下行鏈路協調的首批建置將於頻段內進行，使用與單一頻帶單位連接之多重無線電單位的專用基地台，此舉將可能會限制涵蓋範圍。在3GPP第12版本批准之前，頻段內CoMP距離商業化仍有幾年的路要走，屆時才能解決多處基地台間網路回傳延遲的問題。
協調動作可說是頻段內CoMP面臨的最大挑戰，因此有建置C-RAN經驗的廠商將倍具優勢。
eICIC在網路方面的角色和CoMP類似，兩者都能降低基地台間的干擾，並改善邊緣區域效能。兩種技術之間最大不同在於，eICIC是利用相似頻道解決小型基地台與大型基地台間的干擾；而CoMP則著重在大型基地台間的干擾。
大型基地台若除去一些傳輸副訊框(Subframe)，將能解決大型基地台與小型基地台間的干擾問題，因小型基地台即是在那些除去的副訊框內相互聯繫。但若完全除去副訊框，又會減少大型基地台的容量。
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| 圖5 eICIC空白與近空副訊框 |
舉例來說，如果基地台排程器排除十分之一的副訊框，大型基地台的容量也會跟著減少10%。為改善此問題，各廠商開始引進減少功率或是近空副訊框(Almost-blank Subframe)。近空副訊框只會降低部分功率，所以容量不會受到太大影響。圖5為空白副訊框與近空副訊框間的概念圖。
在2014年底時，已發展LTE-A與小型基地台的主要行動通訊營運商，已著手展開eICIC部署。
但這並不代表所有部署LTE-A的行動通訊營運商都會跟進建置eICIC，該技術僅適用於那些小型基地台與大型基地台共用相同頻譜的情況。
Ovum認為，若狀況許可，行動通訊營運商會偏好在不同頻譜建置小型和大型基地台。使用不同頻帶可以減少干擾問題，相較於建置eICIC，降低大型基地台容量方
面是更為理想的選擇。
(本文作者為Ovum智慧網路首席分析師)