เปรียบเทียบเทคโนโลยี 3.9G HSPA+ vs LTE

สวัสดีครับ ในวันนี้ เราจะมาคุยกันถึงเทคโนโลยีที่ใช้ในโมบายล์บรอดแบนด์ ที่อยู่ในระดับ 3.9G หรือยุค 3G ที่เกือบจะถึง 4G นั่นเองครับ แต่คราวนี้ พอพูดถึงเทคโนโลยี 3.9G มันหมายถึงเทคโนโลยีตัวไหนล่ะ เพราะขนาด 3GPP เอง ก็มีเทคโนโลยีอยู่หลายตัวอยู่ เช่น WiMAX, UMTS, GetSM เป็นต้นอย่างไรก็ตาม สำหรับบ้านเรา WiMAX ก็จะถูกจัดเป็นเทคโนโลยีอีกประเภทไปเลย ดังนั้น ก็คงไม่พ้นสายที่มาจาก GSM ซึ่งสำหรับความเร็วของการให้บริการที่ได้ใกล้เคียงกับ 3.9G นั้น จะว่าไปแล้ว ก็มีเพียง HSPA ซึ่งพัฒนามาจากสาย UMTS และ LTE ซึ่งยังไม่อาจจะนับเป็น 4G ได้ ณ ขณะนี้ ดังนั้น ในวันนี้ เราก็จะมาเปรียบเทียบเทคโนโลยีทั้งสองตัวนี้กัน และมาดูกันว่า ตัวไหนมีข้อดีข้อเสียอย่างไร เหมาะสมกับสถานการณ์ไหน อย่างไรบ้าง โดยเริ่มแรก เราจะมาดูกันว่า ในปัจจุบันนี้ มีการใช้งานเทคโนโลยีแต่ละชนิดมากน้อยเพียงใด แล้วเทคโนโลยีตัวไหนจะเป็นอย่างไรกันบ้าง โดยจะเปรียบเทียบในแง่ตัวเทคโนโลยีก่อน จากนั้น ก็จะเปรียบเทียบในแง่ Performance แล้วก็สถานการณ์การใช้งานในปัจจุบัน แล้วจึงค่อยสรุปกันว่าทิศทางโดยรวมนั้นเป็นอย่างไร

เปรียบเทียบเทคโนโลยี

เนื่องจากเทคโนโลยีทั้งสองนี้ เป็นเทคโนโลยีที่มาจาก 3GPP ด้วย กัน ดังนั้น การคุยถึงเรื่องการเปรียบเทียบเทคโนโลยีของทั้งคู่นั้น ก็เสมือนกับการเปรียบเทียบพี่น้อง ซึ่งทั้งสองจะมีอะไรๆ คล้ายๆ กันอยู่เช่นกัน และสามารถที่จะทำงานร่วมกัน หรือเปลี่ยนแปลงไปหากันได้พอสมควร ดังนั้น ในการเปรียบเทียบ เราจะเปรียบเทียบเฉพาะเทคโนโลยีเด่นๆ ที่แตกต่างกัน และความแตกต่างที่ค่อนข้างชัดเจน

1. Architecture

ส่วนแรกนี่ก็คือ ส่วน Architecture ซึ่งหากจะว่าไปแล้ว ส่วนนี้เป็นส่วนที่ผู้ผลิตอุปกรณ์ต่างๆ มักจะโฆษณาว่าสามารถที่จะ Migrate หา กันได้ เพื่อให้อุปกรณ์ของตนสามารถที่จะรองรับเทคโนโลยีในอนาคตได้ ก็ว่ากันไปนะครับ ส่วนที่ว่าจะทำได้จริงไม่จริงเพียงใด ก็คงต้องไปเปรียบเทียบกันดู ในที่นี้ ก็จะแค่บอกความแตกต่างของเทคโนโลยีทั้งสองเท่านั้นเอง

HSPA+ เทคโนโลยีตัวนี้ เป็นเทคโนโลยีที่เสริมต่อขึ้นมาจากเทคโนโลยีของ UMTS ซึ่งก็คือเทคโนโลยี 3G นั่นเอง โดยหลักๆแล้ว เทคโนโลยี UMTS จะถือว่าเป็นเทคโลยีของ 3GPP R99 (และจากนั้นจะเป็น R4, R5 ไปตามลำดับ) ซึ่งจะมีการพัฒนาเทคโนโลยีขึ้นมาจากเทคโนโลยีของ GSM อีกต่อหนี่ง ดังนั้น โครงสร้างต่างๆ จะเป็นในรูปแบบเดียวกัน นั่นก็คือ เมื่อแบ่งออกเป็นสองส่วนแล้ว ส่วนที่เป็นเรื่องของ Core Network จะเหมือนกัน มีส่วนของ MSC ซึ่งจะคอยดูแลเรื่องของบริการการสนทนาหรือ Voice และส่วนของ GGSN / SGSN ซึ่งดูแลเรื่องของการสื่อสารข้อมูลหรือ Data โดยในส่วนที่สองนี้ จะประกอบด้วย SGSN ซึ่งจะดูแลเรื่องของการทำ Mobility Management ว่ายูสเซอร์ตอนนี้อยู่ที่ไหน มีสถานภาพอย่างไร และ GGSN ซึ่งเปรียบเสมือนกับเกตเวย์ที่จะเชื่อมต่อ IP Network ด้านนอกและควบคุม Session การเชื่อมต่อของยูสเซอร์ ซึ่งจะมีการสร้าง Tunnel จากยูสเซอร์ตรงมาที่ GGSN นั่นเอง

ในส่วนของ Radio Access Network นั้น ก็จะประกอบด้วยส่วนสำคัญสองส่วนก็คือ RNC (Radio Network Controller) ซึ่งจะทำหน้าที่เป็นเสมือนสมองที่คอยควบคุมการเคลื่อนไหวเป็นไปต่างๆของเครือข่ายส่วนนี้ ซึ่งหลักๆก็คือ Mobility Management ที่ดูแลเรื่องการส่งต่อยูสเซอร์ระหว่างสถานีฐาน และส่วนของ Radio Resource Management ซึ่งจะคอยดูแลการกำหนดทรัพยากรความถี่ให้กับยูสเซอร์ต่างๆ การกำหนด Scheduling ในการใช้งานทรัพยากรความถี่ในการรับส่งข้อมูล เป็นต้น และมี Node B ซึ่งเป็นสถานีฐานในการทำงานทางด้านคลื่นความถี่โดยเฉพาะ ซึ่งจะเห็นได้ว่า การพัฒนาของ UMTS นั้น จะพัฒนาขึ้นตรงๆ จาก GSM มาตรงๆ เลยทีเดียว แค่อาจจะเปลี่ยนชื่อ ใช้เทคโนโลยีต่างกันบ้างเท่านั้นเอง

สำหรับ HSPA ก็จะพัฒนาตามโครงสร้าง Architecture นี้ โดยจะพัฒนาขึ้นมาเป็น HSDPA ใน R5, HSUPA ใน R6, และพัฒนาขึ้นเป็น HSPA+ หรือ HSPA Evolution ใน R7 ขึ้นไป โดยจะไม่ได้มีการเปลี่ยนแปลงโครงสร้าง Architecture นี้แต่อย่างใด

LTE สำหรับ LTE นั้น ก็จะมีการปรับปรุงเรื่องของ Architecture เพื่อให้โครงสร้างแบนราบมากขึ้น โดยสำหรับ Core Network ก็จะมีการเปลี่ยนแปลงเป็น Evolved Packet Core ซึ่งเป็นเรื่องของการสื่อสารข้อมูลเป็นหลัก โดยภายในอาจจะแบ่งหน้าที่ออกเป็น MME และ SAE ตามลำดับ MME (Mobility Management Entity) และ SAE (System Architecture Evolution) Gateway โดยส่วน MME นั้น จะทำหน้าที่เป็นส่วนควบคุมของเครือข่าย LTE รวมทั้งสัญญาณ Signaling ต่างๆ รวมถึงการตรวจสอบต่างๆ ในระบบ และรวมถึงการทำงานร่วมกันของเครือข่าย 2G/3G กับ LTE ด้วย และส่วน SAE Gateway จะทำหน้าที่เป็นเกตเวย์ให้กับข้อมูลในการรับส่งต่างๆออกจากเครือข่าย และ Core Network อันนี้สามารถที่จะเชื่อมต่อได้ทั้งเทคโนโลยี 3GPP ต่างๆ เช่น GSM / UMTS / LTE หรือแม้กระทั่งเทคโนโลยีอื่น เช่น Wi-Fi, WiMAX, CDMA เป็นต้น

สำหรับในส่วนของ Radio Access Network นั้น จะปรับปรุงให้เจ้า Node B มีความฉลาดมากขึ้น โดยพัฒนาขึ้นเป็น eNode B หรือ evolved Node B ซึ่งจะรวมเอาหน้าที่ของ RNC เข้า ไปด้วย เพื่อให้มีความฉลาดมากขึ้น สามารถที่จะจัดการอะไรๆ ได้ด้วยตัวเอง และโครงสร้างที่แบนราบมากขึ้น สามารถที่จะส่งต่อการเชื่อมต่อไปยังสถานีฐานข้างๆ ได้ด้วย X2 interface ที่เชื่อมระหว่างกัน ทำให้มีค่า Latency ต่ำลง ดังรูปที่ 3 ซึ่งเป็นการเปรียบเทียบโครงสร้าง Radio Access Network ของทั้งคู่

ในส่วนของการสนทนาหรือ Voice ใน LTE นั้น จะไม่ได้มีการกำหนดไว้ เพราะคาดว่าจะเป็นการใช้งานในลักษณะของ VoIP มากกว่า เพราะว่าเทรนด์มีแนวโน้มที่จะไปใช้งานในลักษณะของ VoIP มากขึ้น อีกทั้งในเทคโนโลยี HSPA ก็เริ่มที่จะมีการใช้งานฟีเจอร์เพื่อการใช้งานในลักษณะดังกล่าว เช่น CS Voice over HSPA ซึ่งเป็นการใช้งานการเชื่อมต่อแบบ HSPA (ซึ่งเป็นการเชื่อมต่อแบบ Data) ไปยัง RNC และมาใช้การเชื่อมต่อแบบ Circuit Switch เข้าไปที่ MSC ตามรูปแบบ Voice ปรกติ หรือ VoIP over HSPA ซึ่งจะต้องใช้งาน IMS ด้วย และนำเสนอขึ้นมาใน 3GPP R8

ดังนั้น หากจะเทียบในเรื่องของ Architecture แล้ว ทาง LTE ถือว่าได้เปรียบในเรื่องของ Latency ที่ดีกว่า และสามรถที่จะเชื่อมต่อกับเทคโนโลยีต่างๆ ได้มากมายกว่า

2. Multiple Access Technology

เทคโนโลยีต่อไปที่จะทำการเปรียบเทียบก็คือ เทคโนโลยีด้านคลื่นความถี่ ซึ่งจะเน้นหนักทางด้าน Multiple Access Technology เป็นหลักครับ HSPA+ อย่างที่ได้กล่าวมา เทคโนโลยีของ HSPA นั้นพัฒนาขึ้นจากเทคโนโลยี UMTS เป็นหลัก ด้วยเหตุนี้เอง การทำงานของ HSPA นั้น จะเน้นไปที่เทคโนโลยี CDMA แต่เป็น WCDMA (Wideband CDMA) ซึ่งหลักการก็คือ การผสมผสานข้อมูลที่รับส่งกันนั้นเข้ากับรหัสหรือ Code ทางคณิตศาสตร์ เพื่อให้ข้อมูลของยูสเซอร์ของแต่ละคนไม่ซ้ำกัน และสามารถที่จะแยกออกจากกันได้อย่างเด็ดขาด และด้วยการใช้งาน WCDMA นั้นหมายความว่า ข้อมูลของยูสเซอร์ทุกคนจะถูกขยายออกไปด้วยการเข้ารหัสไปจนเต็มแบนด์วิธ 5 MHz ที่กำหนดให้ และสำหรับ WCDMA นั้นจะกำหนดแบนด์วิธให้แบบเดียวก็คือ 5 MHz เท่านั้น (แต่ใน Release หลังๆ เช่น R8, R9, R10 เราสามารถที่จะใช้งานความถี่ได้มากกว่า โดยจะเป็นลักษณะ 5, 10, 20 MHz เป็นต้นครับ)

การเข้ารหัสหรือ Coding นั้น ก็จะใช้งานรหัสที่เรียกว่า เป็น Orthogonal ต่อกัน และกำหนดขึ้นจากโครงสร้าง Code Tree ที่มีข้อจำกัดในการกำหนดรหัสให้กับยูสเซอร์ที่อาจจะไม่สามารถใช้งานได้ทุกรหัส เนื่องจากการทำให้เป็น Orthogonal นั่นเอง และสำหรับการกำหนดรหัสนั้น ก็จะเป็นเสมือนทรัพยากรหนึ่งในการใช้งานที่จะต้องคำนึงถึงด้วย ซึ่งใน HSDPA นั้น จะมี 15 รหัสให้ใช้งาน ซึ่งอาจจะใช้งานเพียงรหัสเดียว หรือใช้งานทั้งหมด 15 รหัสก็ได้ สำหรับ HSDPA นั้น หากใช้งาน 5 รหัส ก็จะได้ความเร็วสูงสุดที่ 3.6 Mbps (ซึ่งแน่นอนว่า ต้องสูญเสียไปบ้างกับ Header หรือการเข้า Error Coding เพื่อรองรับกับการส่งสัญญาณที่ไกลขึ้น) 10 รหัสก็จะได้ที่ 7.2 Mbps และ 15 รหัสที่ 14.4 Mbps สำหรับเทคโนโลยี HSDPA ในด้านดาวน์ลิงก์ ซึ่งทั้งหมดนี้ จะใช้งานการมอดูเลชันแบบ 16QAM หรือ QPSK แต่เมื่อมีการพัฒนาขึ้นเป็น HSPA+ ใน R7 ก็มีการนำเสนอ 64QAM ขึ้นมา ซึ่งทำให้ได้ความเร็วสูงสุดที่ 21 Mbps ในแบนด์วิธความถี่ 5MHz นี้ แต่สำหรับอัพลิงก์ ยังคงใช้งาน 16QAM อยู่ ซึ่งจะได้ความเร็วที่ประมาณ 11 Mbps

ใน R8 ขึ้นไปนั้น ก็ได้เปิดให้สามารถใช้งานความถี่ได้มากกว่า 1 แบนด์วิธเดิมที่มีเพียง 5MHz ก็จะกลายเป็น 10MHz และ 20MHz ใน R9 ซึ่งจะช่วยเรื่องของความเร็วในการรับส่งสูงสุดที่มากขึ้นตามลำดับ
LTE สำหรับ LTE นั้น จะใช้เทคโนโลยีที่ล้ำหน้าขึ้นมาอีกขั้น นั่นก็คือ เทคโนโลยี OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiple Access) ที่มีพื้นฐานของ FDM ซึ่งเป็นเพียงการแบ่งสัญญาณความถี่ออกจากกัน แต่ไม่ได้ใช้วิธีการใช้ Guard Band เพื่อแยกแต่ละความถี่ออกจากกัน หากแต่ใช้วิธีการทางคณิตศาสตร์ที่เรียกว่า การทำให้มันเป็นอิสระต่อกัน หรือ Orthogonal ทำให้ไม่ต้องใช้ Guard band และช่วยให้มีประสิทธิภาพความถี่มากขึ้น

จากนั้น เมื่อได้สัญญาณ OFDM ก็จะทำการแบ่งออกเป็นกลุ่มความถี่ย่อยๆหรือ Sub-carrier ที่มีขนาดกลุ่มละ 180 kHz เวลา 1 ms ซึ่งจะมีการเปลี่ยนแปลงความถี่ภายในเพื่อกระจายความผิดพลาดที่มักจะเกิดแบบ Narrow band ออกไปเพื่อให้สามารถที่จะแก้ไขข้อมูลได้ง่ายขึ้น

ข้อดีของการใช้งาน OFDMA ก็ คือ ประสิทธิภาพที่ดี ทั้งในเรื่องของการใช้งานความถี่ได้อย่างมีประสิทธิภาพ และแก้ไขปัญหาสัญญาณรบกวนได้ดี อีกทั้งยังสามารถที่จะเลือกใช้ความถี่ต่างๆได้อย่างยืดหยุ่นมากกว่า แต่ก็จะมีข้อเสียก็คือ ค่า PAPR (Peak to Average Power Ratio) ที่สูง มีประสิทธิภาพด้านพลังงานที่ลดลง จึงเหมาะกับการใช้งานด้านดาวน์ลิงก์มากกว่า

ถ้าเป็นด้านอัพลิงก์ของ LTE นั้น ก็จะใช้อีกเทคโนโลยีหนึ่งก็คือ SC-FDMA หรือ Single Carrier FDMA ซึ่งก็เป็นการปรับขึ้นมากจาก OFDMA อีกทอดหนึ่ง ซึ่งวิธีการนั้นก็จะยุ่งยากกว่า OFDMA ขึ้นมานิดหนึ่ง แต่ก็ช่วยให้ มีการเปลี่ยนแปลงด้านพลังงานที่มีค่า PAPR ต่ำลง ประหยัดพลังงานมากขึ้น จึงเหมาะกับที่ LTE จะนำมาใช้งานกับทางด้านอัพลิงก์ ที่จะต้องคำนึงถึงต้นกำเนิดพลังงานที่มาจากแบตเตอรี่เป็นหลัก


3. Radio Bearer Technology

ในส่วนของ Radio Bearer Service นั้น จะพูดถึงลักษณะบริการ Bearer Service ที่ได้รับจาก HSPA และ LTE โดยเราจะเริ่มที่ HSPA ก่อนแล้วค่อยอธิบาย LTE เช่นเดียวกับส่วนที่แล้ว

HSPA+ ในส่วนของ HSPA นั้น จะพัฒนาต่อเนื่องมาจาก UMTS ซึ่งก็จะต้องรองรับบริการต่างๆในลักษณะเดียวกับ UMTS เช่นกัน โดยแรกเริ่มเดิมที ใน UMTS นั้น ก็จะรองรับการเชื่อมต่อในลักษณะ Dedicated ที่มีความเร็วตั้งแต่ 64, 128, ไปจนถึง 384kbps เลยทีเดียว โดยจะมีการรองรับทั้งการสนทนาแบบ Voice และการเชื่อมต่อ Data ซึ่งเป็นแบบ Dedicated ซึ่งได้ความเร็วไม่มากนักและค่อนข้างที่มีประสิทธิภาพต่ำสำหรับการเชื่อมต่อแบบ Data ที่มีข้อมูลแบบไม่ต่อเนื่อง
ต่อมาเมื่อมีการพัฒนาขึ้นมาเป็นแบบ HSPA ก็ได้มีการพัฒนาการใช้งานทรัพยากรเป็นแบบ Shared ซึ่งเมื่อมีการใช้งานช่องสัญญาณจากหลายๆคน ก็สามารถที่จะใช้งานร่วมกันได้ด้วยการทำ Scheduling ที่ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการใช้งานทรัพยากรให้มากขึ้น แต่ในขณะเดียวกันนั้น การใช้งานสนทนาแบบVoice ก็ยังใช้งานกันแบบ Dedicated อยู่เช่นเดิม อย่างไรก็ตาม ก็มีการพัฒนาการใช้บริการ Voice ในรูปแบบที่จะมีประสิทธิภาพมากขึ้น เช่น ฟีเจอร์ CS over HSPA ซึ่งจะทำการปรับเปลี่ยนการเชี่อมต่อแบบ Voice ระหว่างเครื่องโทรศัพท์และสถานีฐานไปยัง RNC มาเป็นการใช้งานบนบริการ HSPA ซึ่งเป็นลักษณะ Shared Resource หรือการเปิดให้มีการใช้งานทรัพยากรร่วมกัน หรือฟีเจอร์ VoIP over HSPA ซึ่งจะต้องมีการรวมเอา IMS เข้ามาใช้งานร่วมกันด้วย ซึ่งในการรองรับบริการ Voice บน HSPA ก็จำเป็นที่จะต้องมีการกำหนด QoS ที่ชัดเจนด้วย สำหรับการกำหนด QoS นั้น ใน UMTS/HSPA ได้แบ่ง Class ไว้ออกเป็น 4 Class คือ Conversational, Streaming, Interactive, Background ซึ่งก็จะมีค่า Attribute ที่กำหนดมาแตกต่างกัน

LTE นั้นก็จะมีการทำงานของ Bearer Service ที่แตกต่างออกไปเล็กน้อย เนื่องจากไม่มีการกำหนดทรัพยากรแบบ Dedicated ให้กับ Voice เพราะใช้งานแบบ VoIP แทน ดังนั้น การกำหนดทรัพยากรต่างๆ จะเป็นแบบ Shared ทั้งหมด และมีการกำหนดให้มีความสามารถที่จะส่งต่อ VoIP นั้นไปยัง 2G/3G เพื่อใช้งานได้ต่อเนื่อง ซึ่งมีทั้ง CS Fallback ที่ส่งไปใช้ 2G/3G ทันทีเมื่อมีการใช้งาน Voice หรือว่า Single Radio Voice Call Continuity (SR-VCC) เพื่อส่งจาก VoIP ใน LTE ไปยัง 2G/3G



ส่วนการกำหนด QoS ก็เป็นไปในลักษณะเดียวกันกับ HSPA นั่นเอง ดังที่เคยได้เขียนในเรื่อง E2E QoS ไปแล้วครั้งหนึ่งครับ

4 MIMO technology
ในเรื่องของการทำ Multiple Input Multiple Output หรือ MIMO โดยใช้งานเสาอากาศ (antenna) หลายๆ ต้นนั้น เราสามารถที่จะใช้เทคโนโลยีได้หลายๆ ตัวมาใช้ เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพของการรับส่งสัญญาณได้ ซึ่งเทคโนโลยีที่ว่า ได้แก่
Spatial Multiplexing
หลักการคร่าวๆ ก็คือ การแยกสัญญาณออกเป็นสองชุดที่แยกจากกัน แล้วส่งไปยัง Antenna ที่แยกจากกันเช่นกัน ซึ่งก็จะดูเหมือนว่า เราสามารถที่จะเพิ่มความเร็วในการรับส่งได้ประมาณ 2 เท่า และใช้เรื่อง Multipath เข้ามามีส่วนช่วยให้สัญญาณที่แยกส่งกันมานั้นแยกจากกันได้ เนื่องจากสัญญาณทั้งสองจะผ่าน Multipath แบบสุ่มที่แตกต่างกันมา และเมื่อมาถึงผู้รับก็จะมีลักษณะของเฟสและแอมปลิจูดที่แตกต่างกันไปเป็น ลักษณะของตัวเอง มาถึง Antenna ด้านรับที่แยก จากกันเช่นกัน ถึงแม้ว่าในความเป็นจริงนั้น multipath ที่เกิดขึ้นอาจจะไม่ถึงกับทำให้สัญญาณทั้งสองแยกจากกันได้อย่างร้อย เปอร์เซ็นต์ แต่ก็จะทำให้ได้ความจุสัญญาณที่มากขึ้นอย่างแน่นอน และอาจจะได้เกือบๆ สองเท่าเลยทีเดียว แต่ก็ขึ้นกับสภาพ multipath ด้วย
ในรูปแบบของ Spatial Multiplexing นั้น จะมีแบบที่ใช้งานร่วมกันของยูสเซอร์เดียว ที่ 3GPP เรียกว่า Single User MIMO (SU-MIMO) และแบ่งให้ใช้งานกับหลายๆยูสเซอร์ที่เรียกว่า (Multi User MIMO (MU-MIMO)
Antenna Diversity
ซึ่งจะใช้ได้กับทั้งด้านส่ง (Tx) หรือด้านรับ (Rx) โดยหลักการก็คือ จะรับหรือส่งสัญญาณเดียวกันทั้งสอง Antenna หากแต่ว่าด้วยความแตกต่างกันของ Antenna เช่น ตำแหน่งที่ต่างกัน หรือมุมที่ต่างกัน ก็ทำให้สามารถที่จะเพิ่มความสามารถในการรับหรือส่งขึ้นได้ประมาณ 3-5 dB
Beamforming
เป็นเทคโนโลยีที่เอาข้อดีของการรวมสัญญาณของ Antenna มากกว่าหนึ่งตัว แล้วจะมีรูปแบบที่แตกต่างออกไป มีส่วนที่สัญญาณเพิ่มขึ้นและส่วนที่สัญญาณลดลง ซึ่งเมื่อเอาส่วนที่มีสัญญาณแรงๆเน้นไปที่ยูสเซอร์ ก็จะได้สัญญาณที่ดีขึ้น และสามารถที่จะกำจัดสัญญาณในบางทิศทาง เพื่อให้ได้สัญญาณอ่อนลง และมีการรบกวนกันน้อยลง
HSPA มีการใช้งาน Rx Diversity มาตั้งแต่สมัยยังเป็น GSM และมีการใช้งาน Tx Diversity ใน R99 ส่วนการใช้งาน Spatial Multiplexing ใน R7 และจะใช้งานร่วมกับ 64QAM เพื่อเพิ่ม Throughput ใน R8
LTE ข้อดีของ LTE นั้นก็คือ มีการกำหนดเรื่องของ MIMO ไว้ตั้งแต่แรก ซึ่งทำให้เทอร์มินอลของ LTE นั้น จะรับรู้และสามารถใช้งาน MIMO ได้ตั้งแต่แรกและใช้งานกันทั่วไปมากกว่า HSPA และรูปแบบการใช้งานของ LTE ก็จะหลากหลายมากกว่า ทั้งการใช้งาน MU-MIMO และ Beamforming
5 Evolution
เทคโนโลยีทั้งสองนี้ จะว่ากันไปก็เหมือนกับเป็นเทคโนโลยีสายเดียวกัน ทั้งๆที่มีการกำหนดรายละเอียดหลายๆ อย่างเหมือนกัน หากแต่เพียงมาแยกกันในรายละเอียดบางอย่าง ทำให้กลายเป็นอีกเทคโนโลยีหนึ่งไป แต่ก็จะอ้าง 3GPP เหมือนกัน โดย HSPA นั้น แม้ว่าจะมี LTE กำหนดขึ้นมาในมาตรฐานแล้ว ก็ไม่ได้หยุดยั้งการพัฒนา ได้มีการพัฒนาขึ้นต่อไป โดยใน R8 นั้น ก็จะมีการพัฒนาให้มีการใช้งานสองความถี่พร้อมกันในด้านดาวน์ลิงก์ และไม่จำเป็นต้องเป็นความถี่เดียวกัน เพื่อให้รองรับแบนด์วิธที่เพิ่มขึ้น จากนั้นก็มีการพัฒนาขึ้นต่อในด้านอัพลิงก์ด้วย และให้มีการใช้งาน 4 ความถี่ในด้านดาวน์ลิงก์ ซึ่งทำให้ได้ Performance และ Peak Throughput ที่ใกล้เคียงกับ LTE เลยทีเดียว
สำหรับ LTE นั้น ก็จะมีการพัฒนาต่อไปยัง LTE-A (LTE Advanced) ซึ่งจะเป็นเทคโนโลยี 4G อย่างจริงๆ จังๆ แต่ในรายละเอียดยังไม่ชัดเจน เพราะการกำหนดมาตรฐานนั้นยังไม่เสร็จสมบูรณ์ครับ

เปรียบเทียบ Performance

เนื่องจากในปัจจุบัน ก็ยังมีการถกเถียงกันอยู่ว่าใครดีกว่าใคร โดยใช้สมมติฐานที่ต่างกัน ก็จะขอยกผลการศึกษาของ Telenor มาคุยกันละกันนะครับ

Capacity ในส่วนของ Capacity นั้น เราจะเน้นในส่วนของ Data Capacity ซึ่งเป็นตัวหลักของทั้งสองเทคโนโลยี และน่าจะเทียบกันได้ดีกว่า Voice ซึ่งจะใช้หลักการที่ต่างกัน โดย HSPA จะเป็นแบบ Circuit Switched ในขณะที่ LTE จะเน้นไปที่ VoIP ซึ่งแน่นอนว่า LTE ย่อมจะรองรับได้มากกว่าแน่นอน แต่ก็จะมีประเด็นที่ยุ่งยากมากกว่าด้วย ดังนั้น เราจะเน้นไปที่ Data Capacity อย่างเดียว

เมื่อเราต้องการที่จะเปรียบเทียบเรื่องของ Data Capacity วิธีและตัววัดหนึ่งที่เปรียบเทียบได้ดีก็คือ Spectral Efficiency เพราะว่าจะสามารถที่จะเปรียบเทียบได้แม้ว่าจะมี Spectrum ที่ไม่เท่ากันก็ตาม เพราะว่า HSPA ถูกกำหนดขึ้นด้วยสเปกตรัมขนาด 5MHz ซึ่งแน่นอนว่า จะให้แบนด์วิธที่ต่ำกว่า LTE ที่มีสเปกตรัมมาที่ 20MHz และการศึกษาของ 3G America นั้น ก็จะพบว่า LTE จะมี Spectral Efficiency ที่สูงกว่า HSPA หากแต่ก็ไม่ได้กระโดดเป็นสองสามเท่าอย่างที่ใครๆ อาจจะคาดหวัง

และหากจะลองพิจารณาเล่นๆ กันว่า HSPA ที่สเปกตรัมขนาด 10 MHz ก็สามารถที่จะให้ Throughput ขนาด 84Mbps ได้ ในขณะที่ LTE ที่สเปกตรัม 20 MHz ให้แบนด์วิธ 176 Mbps ถ้าหากเทียบบัญญัติไตรยางค์ดู ก็จะเห็นว่าความแตกต่างไม่ได้มากนัก จึงทำให้รู้สึกว่า ยังไม่ค่อยมีความแตกต่างมากนัก Latency สำหรับค่า Latency นั้น LTE จะถือว่าได้เปรียบมากกว่า เพราะโครงสร้างด้าน Architecture ที่มีโครงสร้างแบนราบมากกว่า สามารถที่จะช่วยลดค่า Latency ไปได้มาก เมื่อพิจารณาจากค่า RTT (Round Trip Time) ก็จะเห็นความแตกต่างที่ค่อนข้างชัดเจนมากกว่า
เทคโนโลยีที่เหมาะกับสถานการณ์การใช้งานของไทยในปัจจุบัน

หากจะพิจารณากับสถานการณ์การใช้งานของประเทศไทยในปัจจุบัน ก็คงจะต้องบอกว่า HSPA จะได้เปรียบค่อนข้างมากกว่ามาก เพราะว่าในปัจจุบัน บ้านเรายังไม่มีใช้งาน 3G กันมากสักเท่าไร เพราะอย่าง TOT ก็ เปิดให้บริการเฉพาะในกรุงเทพเท่านั้น และผู้ให้บริการรายใหญ่อีกสามราย ก็ยังไม่สามารถที่จะให้บริการได้ จึงทำให้การใช้งานยังไม่แพร่หลายเท่าที่ควร อีกทั้งโครงข่ายทั้งหลายนั้น ส่วนใหญ่ก็สามารถที่จะพัฒนาต่อขึ้นมาเป็น 3G และ HSPA ได้ ไม่ยากมากนัก ด้วยความที่มันมีเส้นทางการพัฒนามาพอสมควรแล้วและผู้ผลิตส่วนใหญ่ก็ได้ออก แบบให้อุปกรณ์สามารถที่จะใช้งานร่วมกันหรือพัฒนาขึ้นไปเป็น HSPA ได้ไม่ยาก และผู้ให้บริการบ้านเราก็ได้ชะเง้อรอการอนุญาตให้สามารถให้บริการ 3G กันมานาน ทำให้ทุกอย่างเพียบพร้อมไปหมดสำหรับเครือข่าย HSPA ในทางด้านเชิงเทคนิคครับ

นอกจากนี้ ด้วยความใหม่ของ LTE ทำให้ยังไม่มีเครื่องเทอร์มินอลให้ใช้งานอย่างแพร่หลาย และมีข้อจำกัดและตัวเลือกในการให้บริการไม่มากนัก หากให้บริการเครือข่าย LTE ก็จะติดปัญหาเรื่องเทอร์มินอลราคาแพง รูปแบบไม่สวยงาม ไม่เป็นที่นิยมได้

และหากเราจะเปรียบเทียบ Performance นั้น ก็จะพบว่า LTE และ HSPA ก็จะมี Performance ในขณะนี้ที่ไม่ต่างกันมากเท่าไรนัก และการที่จะใช้งาน LTE ได้อย่างเต็มประสิทธิภาพและแตกต่างในตอนนี้ ก็จะต้องได้สเปกตรัมขนาด 20MHz ซึ่งยากมากพอสมควร อีกทั้งการใช้งานส่วนใหญ่เป็นการใช้งานอินเทอร์เน็ตมากกว่าเรื่องของ Voice ส่งผลให้ค่า Latency ที่แตกต่างมีผลน้อยลง ทำให้ข้อแตกต่างของ HSPA และ LTE ยังไม่มากพอที่จะสร้างความสนใจได้มากนัก ที่สำคัญ บ้านเรานั้น การใช้งานอินเทอร์เน็ตความเร็วสูงส่วนใหญ่ ก็จะอยู่ในระดับ 2-4 Mbps ซึ่ง HSPA ก็สามารถที่จะตอบสนองได้ไม่ยากเลยทีเดียว ดังนั้น บ้านเราก็จะยังน่าจะไปทาง HSPA ไปก่อน (ยกเว้นว่า หากเราจะต้องรอ 3G ไปอีก 2-3 ปี ตอนนั้น ก็อาจจะต้องมาคุยกันอีกทีครับว่า เทคโนโลยีอะไรที่เหมาะสม อาจจะเป็น LTE ไปแล้วก็ได้ครับ :) )