從3G到B3G-淺談行動通訊技術走向

蔡志宏
二○○○年四月,英國政府完成了第三代行動電話五張頻譜執照的拍賣,並獲得總計達224億英鎊的決標價金。此一天價十足震撼了全球整個電信事業,也激起其他經濟、金融等領域專業人士甚至政府的高度興趣,使得其他歐洲國家競相投入3G執照釋出。但是3G執照的拍賣隨後也引發了一連串骨牌效應,使許多電信公司的股價一落千丈。許多電信公司一再延遲3G網路建設,也激起大家對3G技術或服務的疑問。
而在亞洲,日本NTT DoCoMo則在一片質疑聲中領先全球開始第三代行動通訊服務的試用,希望在繼其極為成功的i-mode行動上網服務之後,以WCDMA技術推出所謂FOMA的第三代行動網路服務,並在二○○一年底正式推出一般商業服務。台灣則於二○○二年初經過180回合完成3G執照競標,總標金近490億新台幣,顯示產業界的審慎和樂觀。
3G技術服務及應用是否真有如NTT DoCOMo,或其他電信大廠如Nokia、Ericsson、Qualcomm所描繪的美好遠景?對於行動電話服務及手機製造兩個領域均有高度成長的台灣而言,不論在產業投資、研發方向及電信政策決定上務必要有更精確地掌握。
本人有幸在二○○○年三月獲邀參加交通部電信總局的「第三代行動通信業務開放規劃小組」,與電信業其他專業先進,共同探討3G發展方向相關政策建議。此一小組在本系吳靜雄教授的召集下,已順利完成3G發照的多項政策建議,對3G技術引入台灣的適當性、3G技術及使用頻譜之可行性也達成一致的看法。小組並建議在國內同時釋出FDD (Frequency Division Duplex) 及TDD (Time Division Duplex) 的頻譜,並提出3G網路建設時程高度彈性化的建議。
根據本人綜合許多專家的觀察,發現雖然3G國際標準IMT-2000文件中訂有五種空中介面,但是在3G標準TDD頻譜中,目前唯一之主流技術仍為歐規的WCDMA;而美規系統中的cdma2000主力產品短期內仍在800MHz (非國際3G標準頻段) ,但經過一段演進過程應該可衍生出各種新模式如 1x RTT EV-DO/DV等。未來二者的市場規模雖然仍難預料,但應該明顯領先於其他3G中的FDD技術。至於屬TDD頻段技術的3G服務,預期時程將比FDD延遲至少二至三年才有可能在國際上看到;而這也是國際上3G頻譜拍賣對TDD頻譜價值一般均較不重視的原因。因此在我國許多廠商與大陸電信業者進行合作發展屬於TDD技術的TDS-CDMA時,這代表另一種優勢與風險。其優勢是全世界的TDD技術均較晚成型,包括歐規TDD模式之WCDMA,故有較大的發展空間。但其風險是FDD模式之WCDMA及cdma2000已成為主流,故可能在市場佔有率上僅在少許區域可能具有優勢。
到目前為止,國內對3G技術持續投入研究已有一段時間,特別在經濟部無線推動小組海外顧問群的協助下,早已規劃出我國發展3G技術的藍圖;正由各科專單位,如工研院電通所、中科院等單位依其規劃投入研究。其主要發展方向仍在WCDMA,符合全球3G技術趨勢。雖然我國大多數行動通訊製造業仍在GSM/GPRS手機領域,但WCDMA技術研發確已有起步,並有朝向基地台及手機,或各種communicator同時發展的趨勢。
最近國內外對行動通訊技術研發的方向,已經逐漸重視Beyond 3G (B3G)技術的研發。國外大廠投入此一領域的原因,是為順利讓3G演進到4G而做準備。國內發展的原因是有鑑於我國在較晚階段才投入2.5G、3G領域研發,其中許多關鍵技術及IPR早已為外國大廠所掌握。若要在第四代行動通訊,或目前暫稱為B3G的超越第三代行動通訊技術中取得一定優勢,則有必要現在就開始投入。以國際無線電會議(WRC)在二○○六年WRC大會才預備確定4G或B3G頻譜的時程而言,我國科專研發單位及廠商若現在投入B3G相關關鍵技術,包括Software Defined Radio、異質多接取網路(Heterogeneous Access Network)、B3G元件、開放式服務平台(Open Service Platform)、Location Based Service等,相信對我國無線產業發展應有深遠之影響。目前國科會電信國家型科技計畫辦公室已著手規劃研究方向,並且已開始派員參加相關論壇(World Wireless Research Forum, WWRF)。由於國際上電信大廠早已瞭解其3G設備及服務功能並不能完全滿足原定的IMT-2000理想目標,尚無法讓全球行動通訊使用者完全自由高速上網。為協助現有3G演進到將來真正的4G,提供前瞻研究及規格討論的空間,WWRF論壇之出現也就不意外了。
從3G到B3G,從對行動通訊遠景的高度期待到實務地投入研發,代表了過去一、二年間電信業的自省。相信全球及我國電信產業也不會停留在目前的GSM/GPRS技術太久,只是在優勝劣敗的激烈競爭下,誰是未來市場的領導者還有待觀察。
註:作者為國立台灣大學電信工程所教授,同時為國科會電信國家型科技計畫辦公室成員。(http://www.ntpo.nsc.gov.tw)