实现低耗电D2D通讯应用 LTE Direct后势看涨

LTE Direct技术将于装置对装置(Device to Device, D2D)市场大行其道。LTE Direct采用既有商用化长程演进计划(LTE)频段，可在不透过基地台中继的情况下，实现行动装置间的直接通讯，不仅让消费者可在短时间内连结大量装置，且耗电、距离、通讯安全表现均较Wi-Fi Direct更为理想，因而可望成为未来LTE手机的重要加值功能。  
高通(Qualcomm)高级资深工程师南明凯表示，LTE Direct技术采用既有的LTE频段、网路及庞大的LTE手机生态系统，可实现500公尺以内覆盖范围、低耗电且高隐私的接近感知(Proximity Awareness)功能。该功能系指消费者可透过行动装置持续接收与所在地理位置相关的资讯，因此，电信营运商可藉由LTE Direct提供接近感知功能，并藉此拓展营收来源。  

南明凯进一步指出，LTE Direct技术在地震、海啸等极端严苛的运作环境下，即使基地台无法正常运作，仍可实现装置间的直接通讯，且如此的通讯方式将可借力电信营运商的专业，加强LTE Direct通讯安全保障及可靠度。  

事实上，除通讯安全及可靠度十足外，LTE Direct的低耗电特色亦是其快速在市场崛起的优势。由于LTE Direct技术仅需64毫秒(ms)即可发现七千两百个装置、两千八百一十六种服务(图1)，因此，在其他时间行动装置则可维持一般LTE服务，LTE Direct将不会造成额外的耗电负担。  


图1 LTE Direct仅需64毫秒即可完成发现其他装置的作业。
据了解，LTE Direct技术已被列为第三代合作夥伴计划(3GPP)R-12标准版本的讨论议题，在2015年标准定案后将成为LTE标准的一部分，因此可见全球多家电信业者皆十分关注LTE Direct技术的发展，包括德国电信(Deutsche Telekom)、日本NTT DOCOMO、KDDI、软银(Softbank)、法国Orange、美国Verizon等皆派出代表出席由高通及三星(Samsung)于今年5月举办的LTE Direct工作坊，并共同研拟接近感知服务的商业模式。  

未来在电信商大力推动LTE Direct技术情况下，无线感知(Wireless Sense)将成为智慧型手机的重要功能，消费者不仅可应用该技术发现周围服务、获知广告讯息，亦可利用即时控制(Leash)功能实现地理围栏(Geo Fencing)获知小孩、宠物去向，或是主动触发(Tirgger)各式在地服务，例如打卡、自动认证等，为LTE开创更多加值服务。  

相较起LTE Direct技术在装置对装置通讯市场展现出势不可当的气势，Wi-Fi Direct则因高耗电、传输距离短及通讯安全具疑虑等而备受挑战。  
LTE Direct崛起　Wi-Fi Direct面臨挑戰
英特爾(Intel)首席工程師Emily Qi表示，截至2013年10月，已有超過三千種產品受到Wi-Fi Direct的認證，且根據市調機構NPD的研究報告，從2014年開始，每台最新出貨的個人電腦(PC)、消費性裝置及行動電話，若內建Wi-Fi晶片，則將皆配置Wi-Fi Direct功能。 

Qi認為，在Wi-Fi Direct技術大量普及的情況下，未來無論是智慧家庭或穿戴式電子市場皆將會大量導入這項技術，做為智慧型手機與燈光、溫度、家電的溝通管道，或穿戴式裝置如血糖儀或血壓計回傳健康照護數據的主要方式。 

儘管如此，Wi-Fi Direct要實現大規模的裝置對裝置通訊應用，仍有一段很長的路要走。例如該技術目前無法實現應用層級的互聯互通性(Applications Level Interoperability)，且由於Wi-Fi Direct須使用119秒才能找到三百六十九個裝置，因此在行動裝置長時間啟動Wi-Fi晶片運轉的情況下，其耗電將十分可觀。 

除此之外，Wi-Fi Direct與藍牙(Bluetooth)在D2D市場面臨的共同問題將是覆蓋距離。LTE Direct技術可覆蓋至500公尺以上，但Wi-Fi Direct僅能覆蓋100公尺以內、藍牙則是數10公尺內。更雪上加霜的是，由於Wi-Fi Direct採用的是兩階段發現流程(Two-step Discovery Process)，且於未經許可(Unlicensed)的頻譜作業，不僅數據在傳輸過程中的安全將係未來業界須改善之處，且訊號容易受到使用同樣頻譜的其他裝置產生的干擾，而影響裝置間的連線情形。 

Qi強調，以行動裝置出貨量比較，Wi-Fi技術較長程演進計畫(LTE)普及，因此未來Wi-Fi Direct仍有許多商業上的發展空間。事實上，英特爾本身也針對D2D應用推出Intel共同連結架構(Common Connectivity Framework, CCF)中介軟體(Middleware)，業界可透過軟體開發工具(SDK)研發更具省電效益、可應付龐大裝置對裝置間通訊數據量的Wi-Fi Direct方案。 

展望未來，無論是LTE Direct或Wi-Fi Direct技術皆將成為D2D傳輸的重要技術選項，而雙方的競爭態勢肯定將隨著LTE網路布建逐漸普及，而更加趨於白熱化。