全球 LTE產業與標準現況

工研院資通所/王竣彥‧宋庭禎整理

一、LTE產業現況

『IMT-Advanced』是國際電信聯盟(ITU)為4G第四代行動無線寬頻通訊所制定之技

術標準，其關鍵技術特徵在於可支援最高使用頻寬為100MHz；且對於固定式或是低移動

性的用戶提供高達1Gbit/s的資料傳輸速率(Data Rate)、對於高速的移動的用戶則能提供高

達100Mbit/s的傳輸速率。其他關鍵特性包括具有高度網路通用性，能夠與世界上其他網

路，特別是IMT與固網系統互通；具有高成本效率；廣泛支援各項服務、應用以及用戶端

設備易於使用等。

國際電信聯盟之WP5D會議，於2009年收到了來自中國、日本、韓國、3GPP 和

IEEE這六項候選的IMT-Advanced技術提案。大致上可區分成兩大陣營，如下圖1所示：一

支是傳統的電信蜂巢式系統，從3G、3.5G、LTE所一路演進的「3GPP LTE Release 10 and

beyond」（即LTE-Advanced）技術；另一支則是新興的WiMAX行動系統，是從IEEE

802.16d、802.16e所一路演進的IEEE 802.16m技術。國際電信聯盟於2010年10月完成了這

些技術提案的效能評估，並通過LTE-Advanced與WirelessMAN-Advanced（WiMAX 2）這

兩大技術標準，均為4G第四代行動無線寬頻通訊技術。

圖1：IMT-Advanced技術趨勢衍進

資料來源：ITU-R，工研院整理

ITU-R Declares LTE-A, 802.16m as 4G Standards

Geneva, 21 October 2010 - ITU's Radiocommunication Sector (ITU-R) has completed the assessment of six candidate submissions for the global 4G mobile wireless broadband technology, otherwise known as IMT-Advanced. Harmonization among these proposals has resulted in two technologies, "LTE-Advanced" and "WirelessMAN-Advanced" being accorded the official designation of IMT-Advanced, qualifying them as true 4G technologies.

全球行動寬頻用戶發展現況

2009年全球行動寬頻用戶數為7.119億戶，約占全球行動通訊用戶數15.3%的比重，

該比重正持續成長中，同時也顯示出消費者對於行動上網服務需求正逐步增加。在行動

寬頻技術型態中，UMTS用戶最多（3.022億，占整體行動寬頻用戶42%），其次則為HSPA

（2.456億，占整體行動寬頻用戶35%）、EV-DO（1.421億，占整體行動寬頻用戶20%）

和Others（0.22億，占整體行動寬頻用戶3%）。

然而在各國行動通訊營運商積極佈建3G網路，持續擴大網路覆蓋率，外加營運商推

出數據服務搭配智慧型手機方案奏效下，讓消費者對於行動數據服務的需求持續增加，

故預估2014年全球行動寬頻用戶數將達到35.45億，約占全球行動通訊用戶46.8%的比重，

顯示出2014年可能是2G和3G/4G網路交替的關鍵年。

在行動寬頻技術型態上，由於2009年起行動數據流量已開始出現擁塞問題，營運商

為了提供更順暢的行動寬頻服務給消費者，許多採用UMTS和EV-DO技術的行動通訊營運

商，分別逐步升級至HSPA和EV-DO Revs O-A-B技術，故預估2014年HSPA用戶將增加至

18億（占總體行動寬頻用戶數51%的比重），UMTS用戶數為9.08億（占總體行動寬頻用

戶數26%的比重），EV DO用戶數為5.28億（占總體行動寬頻用戶數15%的比重），而Mobile

WiMAX和LTE用戶也將分別成長至0.89億和1.28億。

圖2：全球行動寬頻用戶發展現況

資料來源：Ovum, 工研院IEK,(2011/04) ;Informa Telecoms & Media Forecast summary Q4, 2009

資料來源：Ovum；工研院IEK（2011/04）

UMTS0.30 Bil lion,42%

HSPA0.25Billion, 35%

EV-DO0.14 Billion, 20%

2009 3G/4G Global Broadband Subscribers0.71B

Others (TD- SC DMA, W iMAX, EDG E Evolut io n, XGP) 0.022B,3%

•2014 可能是無線寬頻發展之關鍵年，2G/3G網路世代交替

2014 3G/4G Global Broadband Subscribers 3.545B

全球行動寬頻用戶發展現況

全球LTE發展現況

就LTE佈建現況而言，待LTE 標準制定及測試系統完成後，2011年全球運營商將開

始佈建無線寬頻網路。目前由 GSMA公佈80個國家的208個運營商宣布將佈建 LTE FDD

網路，目前已有17個 LTE FDD 網路商用化，64 個 LTE FDD網路將在 2012年底開始商

用化。而有意願投資LTE FDD的運營商已既有的 3G運營商為主，尤其是CDMA 2000業

者，WCDMA業者則對 LTE FDD技術還是處於觀望態度。

圖3：全球LTE佈建現況

資料來源：”Evolution to LTE-an overview”, May 2011, GSA

看好LTE將成為行動寬頻技術的主流，目前全球領導的行動通訊運營商以及通訊設

備製造商共同成立行動通訊運營商聯盟 (NGMN)，致力發展LTE技術，包括GSM/UMTS

運營商業者AT&T、T-Mobile、Orange、Telefonica、Vodafone、NTT DoCoMo and KT Telecom

等，CDMA-2000運營商業者KDDI等以及TD-SCDMA 運營商業者China Mobile等。之前

致力發展WiMAX技術的通訊設備製造商也雙邊佈局，包括Alcatel-Lucent、Hitachi、

Huawei、Motorola、NEC、NSN、Samsung、ZTE等業者。

LTE 佈建現況

圖4：投入NGMN之業者

資料來源：NGMN 2011

LSTI是 3GPP LTE/SAE之試驗聯盟，英文全稱 Long Term Evolution/System

Architecture Evolution Trial Initiative。LSTI聯盟是當前LTE業界最重要的組織，由幾家電

信設備大廠及電信營運商在2007年5月份成立，創始成員包括阿爾卡特朗訊、愛立信、法

國電信/Orange、諾基亞、諾基亞西門子通信、北電、T-Mobile及Vodafone，幾乎都是泛

歐系的廠商。2007年底，LSTI聯盟力量進一步壯大，新增成員則包括中國移動、華為、

LG電子、NTT DoCoMo、高通(Qualcomm)、三星電子、Signalion、義大利電信及中興通

訊，將勢力範圍擴張到大陸、韓國、日本等亞洲地區，CDMA技術主導者Qualcomm名列

其中也格外受到矚目。兩家通信測量公司—安捷倫科技（Agilent）、羅德與施瓦茨（Rohde

& Schwarz）正式加入LTE/SAE產業促進聯盟LSTI組織。

LTE/SAE試驗聯盟致力於驗證LTE的能力，推動其達到所需的性能，從而在移動設

備上提供真正的寬頻體驗。驗證分三個主要階段：概念驗證、互通性驗證和測試。2010

年前該聯盟將不斷發佈對所取得成果的聯合測試結果和報告。

圖5：投入LSTI之業者

資料來源：LSTI網頁2011

全球領導的通訊晶片業者亦將LTE列入其發展藍圖中，包括GSM/UMTS基頻晶片業

者Qualcomm、Infineon、ST Ericsson等，CDMA基頻晶片業者Qualcomm和VIA Telecom，

以及WiMAX晶片業者Altair、Beceem、GCT、Intel、Sequans等，且其更透過一連串的併

購補足其LTE能力，例如Intel併購了Infineon旗下的無線解決方案事業部、Broadcom併購

了Beceem和Percello，故皆下來將分別究LTE FDD和TD-LTE晶片業者與國內目前業者之

佈局分析其概況。

圖6：投入LTE晶片開發的業者

資料來源：Ovum（2011/05）

（一）LTE FDD

在 LTE FDD晶片開發方面的解決方案目前已進入商用化階段，主要業者包括

Qualcomm、ST-Ericsson、Samsung、Renesas 等業者。在晶片開發上，由於電信營

運商的 LTE 網路覆蓋率仍不足，為了解決訊號不良問題，多數的電信營運商偏向

採用多模晶片為主，目前以 LTE/HSPA+和 LTE/EVDO兩種居多。在支援終端產品

上，大多數的晶片以支援網卡、CPE、Hotspot為主，手機的部分目前僅有 Qualcomm

和 Samsung推出，其他業者則尚在開發中。

表一 LTE FDD晶片業者佈局策略

公 司 佈局策略

Qualcomm

以多模晶片為主，分別為MDM9200（LTE/HSPA+）、MDM9600（LTE/DO Rev B/HSPA+）和MSM8960（LTE/DO Rev B/1x Advanced, HSPA+），並同時支援 TDD

目前以提供數據服務為主，語音服務尚在開發中

晶片可支援產品為網卡、CPE、Hotspot、手機

已成為 Verizon Wireless合作名單

ST-Ericsson

著重 End-to-End LTE Solution

LTE解決方案包括基頻與射頻

單模/雙模晶片為主，分別為M700（LTE）、M720（LTE/HSPA+/EDGE）

主要佈局產品為 CPE、Router、Gateway

Samsung著重 End-to-End LTE Solution

單模/多模晶片為主，分別為 GT-B3710（LTE FDD）、GT-B3710（GSM/HSPA/LTE）

Renesas購買 Nokia的無線數據機事業部(GSM、WCDMA、HSPA、LTE)

多模晶片為主，目前已推出三模晶片 SP2531（LTE/HSPA+/GSM），已支援Modem為主

Intel併購McAfee、Infineon無線網路解決方案事業、Comsys Mobile

預計 2011年下半年推出 LTE/3G/2G多模晶片樣本，量產時間訂在2012年下半年

資料來源：各公司、Ovum；工研院 IEK(2011/05)

（二）TD-LTE

在 TD-LTE開發上，現階段發布的產品多是單模晶片，不過雙/多模、TDD/FDD

模式才是未來趨勢。除了國際業者投入力道加強之外，不少中國大陸廠商發展也不

落人後，例如過去具有手機電視晶片開發經驗的創毅視訊，就挾其在移動通信領域

積累的研究開發、測試、商用等經驗，投入 TD-LTE晶片的開發，日前與華為海思

共同獲得中國大陸工信部批准參與 TD-LTE規模技術試驗網路，另外包括中興微電

子、蘇州簡約納、Qualcomm等，也都積極投入 TD-LTE晶片開發工作。而 TD-LTE

的進展，初期為了能夠達到自動漫遊與切換，開發重點多將以雙/多模為主，特別

是 TDD/FDD模式更為業界致力發展的目標。

表二 TD-LTE晶片業者佈局策略

公 司 佈局策略

聯 芯 2011年 5月聯芯推出 TD-SCDMA/TD-LTE雙模基頻晶片

聯 發 科手機晶片研發正式確定橫跨WIMAX及 TD-LTE兩種規格

可望透過 TD-SCDMA切入成為中國移動 TD-LTE的合作夥伴

T3G

參與世博會演示

2011年 TD-LTE產品將可商用化

已推出M700、M710及M720等 LTE平台，分別支援 LTE FDD、LTE/HSPA/GSM及 LTE/HSPA+等規格，預計 2011年推出支援 FDD及TDD雙模 LTE的平台，同時可支援現有的 TD-SCDMA、HSPA+、EDGE等規格

華為海思2010年底推出 TD-LTE商用晶片

獲得中國大陸工信部批准參與 TD-LTE規模技術試驗網路

創毅視訊 獲得中國大陸工信部批准參與 TD-LTE規模技術試驗網路

大 唐 推出首款 TD-SCDMA/TD-LTE雙模晶片

Qualcomm透過佈局印度，建構 TD-LTE產業鏈

預計 2011年中推出 TD-LTE晶片，目前尚在進行 IOT測試

資料來源：各公司，工研院 IEK(2011/05)

(三) 國內業者投入 LTE現況分析如下：

1.晶片廠

聯發科、晨星已開始佈局晶片研發

2.手機廠

宏達電、宏碁、 英華達：已投入 LTE 手機研發

華寶：準備投入手機研發 (TD-LTE)

3.網通廠

正文、合勤、鈺程、廣達、明泰、智易、鴻海…等已投入或準備投入用戶終

端 或網卡研發

4.頻譜與營運商

我國LTE 頻段目前尚在 NCC 規劃，當中電信三雄：已表態支持，中華電信並

已建置 LTE (FDD)實驗網路，進行 LTE 網路及效能之研究。

遠傳電信、威寶電信：將建置 TD-LTE 實驗網路。

二、LTE-A標準現況

當 3GPP組織還在進行 LTE系統標準制定的同時，國際電信聯盟(ITU)便已開始

關於下一代行動通訊系統的市場需求與頻譜規劃等工作，為制定 4G的國際標準制定

做準備。2008年國際電信聯盟開始WP5D啟動徵求 IMT-Advanced 候選技術工作，

並在同年 3月正式發出通函(Circular letter)開始徵集 IMT-Advanced 候選技術提案；

並於 2009年 10月的WP5D第 6次會議為提交候選技術方案截止期限。

3GPP組織亦於 RAN#44會後提交了初版之 LTE-Advanced技術提案文件，並趕

在WP5D第 6次會議前提交了完整LTE-Advanced技術提案文件並包含了自行效能評

估的報告。除了 3GPP組織提交了 LTE-Advanced技術提案文件之外， ITU-R WP5D

於 2009年 10月總共收到了來自中國、日本、韓國、3GPP 和 IEEE 的六項候選技術

提案。大致上可區分為「3GPP LTE Release 10 and beyond」（即 LTE-Advanced）技術

與 IEEE 802.16m技術兩大陣營。

圖 7：ITU-R與 3GPP LTE-Advanced時程規劃

資料來源：3GPP

SDOsIndividual members

etc.

3GPP RAN

LTE CR phase

#38 #39 #40 #41 #42 #43 #44 #45 #46 #47 #48 #49 #50 #51 #52 #53

WS 2nd WS

Work itemStudy itemLTE-Advanced

Technicalspecifications

2009 2010 20112007 2008

ITU-R WP5Dmeetings

Proposals

Evaluation

Consensus

Specification

WRC-07

Circular letter to invite proposals

Submission of candidate RIT

#1 #2 #3 #4 #5 #6 #7 #8 #9 #10 #11

SDOsIndividual members

etc.

3GPP RAN

LTE CR phase

#38 #39 #40 #41 #42 #43 #44 #45 #46 #47 #48 #49 #50 #51 #52 #53

WS 2nd WS

Work itemStudy itemLTE-Advanced

Technicalspecifications

2009 2010 20112007 2008

ITU-R WP5Dmeetings

Proposals

Evaluation

Consensus

Specification

WRC-07

Circular letter to invite proposals

Submission of candidate RIT

#1 #2 #3 #4 #5 #6 #7 #8 #9 #10 #11

2010年 10月 21日，國際電信聯盟完成了六個第四代行動無線寬頻技術提案的

評估，最後融合為 LTE-Advanced和WirelessMAN-Advanced（WiMAX 2）兩種技術。

2010年 12月 22日，國際電信聯盟也將WiMAX、HSPA+、LTE納為 4G標準技術，

故截至目前為止，國際電信聯盟所確認的 4G 標準技術包括了 HSPA+、LTE、

LTE-Advanced、WiMAX、WiMAX 2五種。圖 8為 3GPP組織與其他標準組織的關

係圖。

圖 8：3GPP 組織與其他標準組織之關係圖

資料來源：3GPP

3GPP 組織一方面於 2010 年底，提交了完整的 LTE-Advanced 標準技術規格建

議，正式成為第四代行動無線寬頻接取之技術；另一方面，它亦於 2010 年初開始

Rel-11的 study item的工作。如下圖 9所示，根據 3GPP的規劃，預計將於 2011年 9

月完成 Stage 1的系統需求與評估，並開始 stage 2的制定工作。3GPP Rel-11的working

item目前規劃將於 2012年 9月完成，並於三個月後凍結 ASN.1格式。

ITU-R/T

Developing Mobile application specs

Organisational Partners

Referring to 3GPP specs

(contributed by individual members)

Partners of 3GPPReferring to 3GPP specs

for the local specs

Referring to specs

Cross reference of specs

Developing Wireless LAN/MAN specs

Requirements

Input specs

JapanEU Korea China North America

MRP

Developing Recommendations

Terminal Certification

Terminal certification based on 3GPP specs

Cross reference of specs

ITU-R/T

Developing Mobile application specs

Organisational Partners

Referring to 3GPP specs

(contributed by individual members)

Partners of 3GPPReferring to 3GPP specs

for the local specs

Referring to specs

Cross reference of specs

Developing Wireless LAN/MAN specs

Requirements

Input specs

JapanEU Korea China North America

MRP

Developing Recommendations

Terminal Certification

Terminal certification based on 3GPP specs

Cross reference of specs

圖 9：3GPP Rel-11標準制定時程規劃

資料來源：3GPP，工研院整理

LTE/LTE-A Essential IPR 分析

全球行動通訊技術包括 GSM、WCDMA、CDMA、HSPA、LTE、LTE-A 等，其中

自WCDMA 標準發展時期，由於企業意識到知識產權的重要性，市場上持有專利的企業

快速增加，但由於 Qualcomm 擁有 WCDMA 最重要的核心專利，故使得後續 CDMA、

HSPA等與 WCDMA 有極度相關的技術便很容易觸碰到 Qualcomm 的專利，故隨著 4G

時代的來臨，許多業者便開始提早布局 LTE 專利，可望透過提早布局專利搶奪 LTE 市

場商機。

圖 10：WCDMA 專利分布

資料來源：ETSI (2010/02)

2009 2010 2011 2012 2013

LTE-Advanced Rel-11

#45 #46 #49 #50#47 #48 #53#51 #57 #58#55 #56 #59 #60

Study ItemStage 1 freezing

ASN.1 freezing

Stage 2 freezing

#54

Stage 2

Working Item

#523GPP RAN

目前在 WCDMA 專利分布上，根據 ETSI（歐洲電信標準研究所）於 2010 年所公

布的WCDMA 專利數據庫中，以歐美廠商所擁有的專利數量最多，其中以 InterDigital、

Nokia、Qualcomm和Ericsson位居前四大，華為和Samsung則位居第五和第六，但WCDMA

的核心專利仍多掌握在 Qualcomm 手上。

圖 11：LTE 專利分布

資料來源：ETSI (2010/12)

在 LTE專利分布上，根據 ETSI的專利數據庫統計，2010年 LTE 已累積了 3,000多

件專利，共有 34家廠商擁有 LTE 專利，其中 Qualcomm 仍以 498 件專利居於領先地位，

所占比重為 15%，其次則為 InterDigital Patent Holdings、InterDigital Technology Corp、

Nokia、Samsung、華為、Ericsson、中興通訊、LG 電子等。觀察WCDMA 和 LTE 專利

分布變化上，過去 WCDMA 專利多由歐美廠商所擁有，但在 LTE 專利中，中國大陸和

南韓廠商所擁有的專利數量快速成長，其中 Samsung和華為已躍升為第五和第六大，而

中興通訊也以 235件 LTE 專利進入第八大，顯示各國大廠正積極布局 LTE專利。

圖 12：LTE-Advanced (Rel-10) 專利分布

資料來源：TechIPm（2010）

另外，在 LTE-Advanced (Rel-10)的專利分析上，根據 TechIPm的初步專利分析統計，

仍以 Qualcomm的 101件專利位居第一位，佔總比率的 48%；其餘依次則為 LG (33, 16%)、

Ericsson (17, 8%)、NSN (13, 5%)、AT&T (12, 6%), and Nokia (9, 4%)等廠商。另外，工研

院由於早期參與 IEEE 802.16j與 IEEE 802.16m等標準技術的制訂，目前亦有 5件 Relay

相關的專利技術被 LTE-Advanced標準所採用。

目前主要大公司的標準提案分析如下：

Ericsson: 其提案內容大多以網路端技術為主，包含 Relay、CoMP等技術議題。

Nokia, NSN: 技術提案較具多樣性，也較多角度的試探各種可能技術發展的方向 。

其主要提案方向涵蓋 CA、MDT等技術議題。

Qualcomm: 經常嘗試主導研究議題，但常遇到其他大廠阻撓 。目前特別關注 LTE Direct議題。

Samsung: 提案方向以 RRC之相關議題為主。

Vodafone、NTT DoCoMo、Deutsche Telekom等營運商: 主要提供目前網路營運情況的資訊，包含基地台的佈建、用戶使用行為習慣分析與負載狀況統計等等。其關注主

題涵蓋MTC、Relay、MBMS等議題。

中國廠商像是 CMCC、Huawei、CATT等公司:主要仍以 TDD系統為其主要考量。目前關注的議題包含Mobile Relaying、IDC、NES、MBMS等工作項目。

台灣標準參與策略

由以上分析得知，現階段台灣在 3GPP LTE/LTE-A的標準參與策略可歸納如下：

1.廠商互助合作之強化

強化與中國廠商 CMCC、CATT之合作，早先一步知悉中國運營商之系統需求，先期進行 TD-LTE系統與Mobile Relaying之研究與佈局。

加強國內標準參與能量之整合，藉由召開會前協調會議，進行技術協商，以發

揮群策群力的策略聯盟與整合的槓桿效益，提升台灣在行動通訊的國際競爭力。

2.研發議題與提案策略

整合台灣終端技術之優勢，於研究議題與提案方向的選擇上，著重在Machine Type Communication (MTC)技術的開發，促使國內產業升級並提高獲利。

建立符合標準規範且經過模擬校準之 LTE/LTE-A系統軟體模擬平台，藉由此平台可提供 LTE/LTE-A系統效能模擬分析，加速 LTE/LTE-A核心技術研發 。

先期投入資源於前瞻技術開發與研究，於技術議題尚未於 3GPP會議開始研究討論時，進行早期技術評估與專利佈局，使標準參與更有效率、更具有成效。