第二章 行動通訊技術之發展趨勢
第二項 2. 5G行動通訊標準
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CDMA傳輸速率可達 64Kbps,且基地台系統容量約為GSM系統的 3 倍,是 故以相同的覆蓋範圍而言,CDMA可建置較少的基地台。CDMA的網路覆蓋率範 圍最遠可達 200 公里,而GSM的網路覆蓋率則不會超過 35 公里43。就通話品質 而言,因CDMA使用的頻譜為 800MHz,相較於GSM使用的 900MHz及 1800MHz 的頻譜,其訊號在空中遺失率較少,故CDMA系統較GSM穩定,可提供更清晰 的通話品質44。此外,CDMA並不使用SIM卡,而是將用戶資料皆存放在手機內 的記憶體中,主要優點包括:傳輸速率高、耗電量低,通訊與待機時間較長45。
第二項 2.5G 行動通訊標準
2G 時代技術仍以語音通訊、訊息傳送為主,而面對廣大消費者對寬頻化、
行動上網、低費率的高度需求,3G 系統的建置即因應而生。然而,從 2G 到 3G 的過程中,需要龐大的資金投入,因此在此過渡期中,即給了 2.5G 系統生存的 空間。主要因為這些技術標準建構於既有的行動通訊標準上,不需更新基礎設 備,所能提供的功能介於 2G 和 3G 之間。從 2G 至 3G 主要演進過程可分為二脈 絡:
1.GSMÆGPRSÆEDGEÆWCDMAÆHSDPA46
2.CDMAoneÆIS-95BÆCDMA2000ÆCDMA2000 1xÆCDMA2000 1xEV-DOÆCDMA2000 3X47。
WCDMA 及 CDMA2000 1xEV-DO 之後之技術即被歸類於 3G 領域。以先下 針對 2.5G 系統進行介紹。
43 參見劉麗惠,行動通訊系統的技術演進史,台灣電機電子工業同業公會,
http://www.teema.org.tw/publish/moreinfo.asp?autono=2563(最後瀏覽日:2011/4/21)。
44 參見前註。
45 參見何家怡,註 36 書,頁 10。
46 參見劉麗惠,註 43 網站資料。
47 參見吳善同、黃怡娟、鍾曉君、李建勳、蔡華展、陳釧瑤,《3G/WiFi/WiMAX之創新應用服務 研究》,經濟部出版,2008 年,頁 20。
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第一款 GPRS
GPRS(General Packet Radio Service),中文稱為「整合封包無線電服務」48。 其利用現有的GSM通訊網路架構,在不全面汰換現有GSM系統狀況下,提供高 速的分封資料數據服務,為新一代GSM技術標準,可在全球GSM系統中運行(雙 軌並行)49。而GPRS被認為是GSM升級至 3G系統中的過渡階段技術,故被認為 是 2.5G系統技術50。
GPRS不同於GSM以撥接方式傳送資料,其係以封包(Packets)無線的方式 進行傳輸,特色在於可傳送彩色文字、圖像等資料,並以「分封交換方式」
(Packed-Switched)將資料分成數個封包傳送51。此為一種頻道分享觀念,每個 用戶資料被分為數個封包分開傳送,如同將一個大包裹分為數個小包裹寄送,如 此可使數個用戶資料同時在一個頻道上傳送,而非如GSM由單一用戶資料獨占 的情形52。因此GPRS特別適合突發性、頻繁的小流量資料傳輸,傳輸速率達 115Kbps53。
GPRS系統解決了GSM系統堵塞的問題,且只需打開手機便處於連網狀態,
不需繁複的撥接程序。又,GPRS因採封包傳輸,故係以資料流量計費,降低上 網費用,還可讓正在通話的用戶同時進行上網動作54。GPRS乃同時具備即時上 網、以量計費、快速傳輸、全時連線的優點。
第二款 EDGE
在 2.5G時代,手機用戶雖然已經可以享受較高速的無線上網,不過,內容應用 仍然只限於收發e-mail、片段視訊下載等服務(GPRS實際上的使用速率大約 80Kbps),仍不足以應付大量數據資料傳輸需求。加上行動電話頻譜執照費高
48 參見東名,註 26 書,頁 2-17。
49 參見前註。
50 參見財訊出版社編輯部,《行動通訊大商機》,頁 15,2008 年 6 月。
51 參見東名,註 26 書,頁 2-18。
52 參見前註。
53 參見劉麗惠,註 43 網站內容。
54 參見前註。
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昂,民眾使用GPRS上網費用仍無法急遽下降,故電信業者主要獲利來源仍為語 音,而造成無法維持數據傳輸的品質及速率。
為了提供更多、更高品質的服務給用戶,行動通訊業者與設備提供商接著又開 發出EDGE技術,EDGE系統大大增強了GSM、GPRS等無線技術的頻寬,雖然 3G時代已經來到,但是,目前EDGE系統仍在全球被廣泛的應用55。
EDGE架構在GSM/GPRS系統上,係利用GSM現有頻段,藉由改變基地台的 設備將系統升級,利用既有的框架(Frames),將調變方式改為 8PSK,使數據傳 輸速率理論上提升到 384Kbps(實際商用普遍達到 240Kbps),可提供視訊服務 和其他多媒體等高速數據應用56。
EDGE 並將現有 GSM 及 GPRS 網路作整合,在取得 3G 服務之前,EDGE 可說提供價格低廉、傳輸速度快的服務,故其亦被稱為 2.75G,作為 WCDMA 的補充技術。
第三款 CDMA 2000 1x
CDMA2000 係以窄頻CDMAone、IS-95B為基礎,演進而來的通信移動技術,
主要是升級空中介面,為CDMA系統的 2.5G規格57。多數國家直接跳過IS-95B階 段,直接從CDMAone進入CDMA200058。CDMA2000 使用 1.25MHZ頻譜,傳輸 速率最高為 153.6Kbps,為IS-A/B系統 64Kbps的兩倍之多,因此其系統容量亦較 IS-A/B系統高出 1.5~1.7 倍左右,縮小其建制成本59。
CDMA2000 是由四個IS-95 標準的主要四個CDMA系統設備製造商,
Qualcomm、Motorola、Lucent以及Nortel,於 1997 年提出作為第三代行動通訊標 準提案60。基本構想是先提出與IS-95 系統相容的CDMA2000 技術作為 3G標準。
CDMA2000 的演進分為階段一和階段二,第一個階段 1XRTT(Radio Transmission
55 參見前註。
56 參見何家怡,註 36 書,頁 14-15。
57 參見吳善同、黃怡娟、鍾曉君、李建勳、蔡華展、陳釧瑤,註 47 文,頁 20。
58 同前註。
59 同前註。
60 同前註,頁 21。
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Technology),可使原本CDMAone系統的語音增加兩倍容量,並提供 144Kbps封 包交換數據的傳輸速率61。而針對第一階段技術,Nokia、Motorola提出 1xTREME 技術作為下一代之發展,而Qualcomm亦提出HDR(High Date Rate)技術,後來 美國TIA組織則以Qualcomm的HDR技術作為基礎,制定出 3G系統的CDMA2000 1xEV-DO以及 1xEV-DV。
圖 4:CDMA 系統演進
資料來源:資策會 MIC 經濟部 IT IS 計畫,2008 年 6 月