眾人皆知的，適地性、方位性服務(wù) (Location-Based Service, LBS) 是未來(lái)趨勢(shì)，例如附近哪里有牛排館、墨西哥餐廳？哪里有加油站、停車場(chǎng)？人們期望透過(guò)車用導(dǎo)航器或手機(jī)得知這些信息。

       但人們也逐漸發(fā)現(xiàn)，只有LBS是不夠的，即便每個(gè)月更新車用導(dǎo)航器的地圖信息，了解所經(jīng)路段是否有停車場(chǎng)，但導(dǎo)航器卻無(wú)法顯示該停車場(chǎng)是否還有空余車位？換言之，不僅要有靜態(tài)信息的LBS，更要有動(dòng)態(tài)性、實(shí)時(shí)性的LBS。

       動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)的適地性信息有多重要？可以再用幾個(gè)情境為例來(lái)說(shuō)明，假如有個(gè)人買了晚上七點(diǎn)演唱會(huì)的門票，六點(diǎn)就已經(jīng)在演唱會(huì)會(huì)場(chǎng)附近的鬧區(qū)逛街，突然發(fā)現(xiàn)今晚十二點(diǎn)以前一定要交出一份報(bào)告，目前還有收尾部分沒(méi)寫(xiě)完，因此只能犧牲演唱會(huì)。

       但門票已經(jīng)買了，當(dāng)場(chǎng)作廢很可惜，就算能用手機(jī)上網(wǎng)，立刻到網(wǎng)絡(luò)上以折扣方式拍賣門票，也有人立即回應(yīng)想買，但兩地相隔太遠(yuǎn)，且演唱會(huì)再一個(gè)鐘頭就要開(kāi)始了，根本無(wú)法成交。

       這時(shí)，如果用手機(jī)發(fā)出信息“XXX演唱會(huì)門票，剩50分鐘開(kāi)演，因故6折廉讓”，手機(jī)基站接收到這則信息后，將該則信息向自己覆蓋面積內(nèi)的所有手機(jī)擁有者廣播這則信息。

       假如該基站的覆蓋面積為5平方公里，5平方公里范圍內(nèi)，總有個(gè)人只是純逛街，晚上沒(méi)特別活動(dòng)安排，臨時(shí)看到這則信息，也想?yún)⒓舆@場(chǎng)演唱會(huì)，便可以直接與想拋售門票的人通話，約定在附近的某處，當(dāng)面銀貨兩訖。

       類似的情境也很多，原本每周的周日晚間，烤肉店的生意都很好，但臨時(shí)才發(fā)現(xiàn)這周的周日晚間已經(jīng)七點(diǎn)了，仍有一半的桌位沒(méi)坐滿，原來(lái)今晚是世界足球賽的決賽，大家都在家看實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)播，或到有電視的餐廳用餐。

       這時(shí)店家可以發(fā)出信息“YYY烤肉店，三人同行一人免費(fèi)，只限今晚”，相同的，基站快速將這則信息廣播在附近覆蓋范圍內(nèi)的所有人（嚴(yán)格而論必須是同一家電信營(yíng)運(yùn)商），每個(gè)人的手機(jī)都浮現(xiàn)這則信息，若本來(lái)就是四個(gè)朋友一起在附近逛街的，就直接前往光顧烤肉店，或僅有三人的，也透過(guò)相同方式在附近找到一位單獨(dú)興趣者，湊成四人共同前往。

       類似的動(dòng)態(tài)、實(shí)時(shí)、鄰近需求有太多可以發(fā)揮想象，例如籃球賽五打五，臨時(shí)缺一個(gè)球友（半小時(shí)前跌傷腿、老婆突然要生產(chǎn)），找看看附近可有高手能臨時(shí)加入？缺默契總比缺賽棄權(quán)好吧？或臨時(shí)要從甲地到乙地，也發(fā)訊廣播，征求順路的共乘者，共同分擔(dān)出租車費(fèi)用。

       上述的需求與情境，在3GPP R12標(biāo)準(zhǔn)中即有一項(xiàng)技術(shù)試圖將這些實(shí)現(xiàn)，此稱為L(zhǎng)TE Direct。LTE Direct最初（約2013年）稱為L(zhǎng)TE D2D (Device-to-Device)，意思是手機(jī)（設(shè)備）與手機(jī)（設(shè)備）直接溝通聯(lián)系，不用透過(guò)基站代為傳遞，但之后確定稱為L(zhǎng)TE Direct，有時(shí)簡(jiǎn)稱LTE-D。

       圖1：以臨時(shí)轉(zhuǎn)售門票為例的LTE Direct運(yùn)作程序。

       事實(shí)上3GPP R12標(biāo)準(zhǔn)包含相當(dāng)多內(nèi)容，LTE Direct只是其一，其他也包含LTE-Hi (Hotspot/indoor)、LTE-U（U指Unlicensed spectrum未授權(quán)頻段，LTE-U也稱LTE-LAA, License Assisted Access）、LTE Broadcast（學(xué)名為eMBMS, evolved/enhanced Multimedia Broadcast Multicast Service）、LTE-M（也稱LTE-M2M、LTE-MTC, Machine Type Communications），但本文只談?wù)揕TE Direct，其他暫略。

       LTE Direct還有許多別稱，例如德國(guó)電信將其稱為L(zhǎng)TE Radar（雷達(dá)），或Qualcomm在營(yíng)銷上以“數(shù)字第六感，The Digital Six Sense”來(lái)形容、譬喻它。另外LTE技術(shù)文件談及ProSe (Proximity Services) 時(shí)也多與LTE Direct有關(guān)。

       段標(biāo)：LTE Direct技術(shù)上如何運(yùn)作？

       LTE Direct立意良善，但技術(shù)上如何實(shí)現(xiàn)？首先，LTE Direct將手機(jī)擁有者發(fā)出的信息稱為表達(dá) (Expression)，LTE基站在原有的上行、下行帶寬中，在上行的部份，每隔20秒就保留64毫秒的時(shí)間，讓覆蓋區(qū)內(nèi)的每臺(tái)手機(jī)有機(jī)會(huì)上傳“表達(dá)”到基站上。

       更詳細(xì)地說(shuō)，64毫秒再細(xì)切成64個(gè)子幀 (Sub-Frames)，每個(gè)子幀占1毫秒時(shí)間，1毫秒時(shí)間內(nèi)會(huì)上傳44個(gè)表達(dá)，所以每隔20秒基站可以更新2,816個(gè)表達(dá)。

       每個(gè)需求者都向基站發(fā)出信息（表達(dá)），基站只負(fù)責(zé)更新這些表達(dá)內(nèi)容，一旦有人對(duì)某一則信息有興趣，基站就讓兩人直接用手機(jī)溝通交流，不再需要透過(guò)基站，而每隔20秒更新2,816個(gè)表達(dá)，占用基站原有上行服務(wù)帶寬不到0.3%。

       所以，LTE Direct并非全程直接通信，初期仍是由基站負(fù)責(zé)更新表達(dá)信息。此外基站也扮演安全把關(guān)者，基站會(huì)辨識(shí)手機(jī)持有者的身份，如偵測(cè)手機(jī)SIM卡是否合法？PIN密碼是否正確？若未透過(guò)基站與后端進(jìn)行信息查核，全程任意讓陌生的2部手機(jī)直接聯(lián)系、交易，若為黑心交易（例如假的演唱會(huì)門票），則難以追溯法律責(zé)任。

       而手機(jī)與手機(jī)一旦直接聯(lián)系，理論上，在毫無(wú)視線遮蔽 (Light of Sight, LOS) 下最遠(yuǎn)達(dá)500公尺距離。但根據(jù)2015年2月的實(shí)測(cè)報(bào)告（使用2.6GHz頻段，通道帶寬5MHz），鄉(xiāng)區(qū)環(huán)境無(wú)遮蔽下可達(dá)550公尺（高過(guò)理論值），市區(qū)環(huán)境因干擾較多，無(wú)遮蔽下降為350公尺，若傳輸路徑中有視線遮蔽 (NLOS) 更降至170公尺。

       另外也包含移動(dòng)速率的測(cè)試，在鄉(xiāng)村環(huán)境下，手機(jī)以時(shí)速120公里移動(dòng)（乘車情境），基站仍可正常探索（收集、更新）表達(dá)信息，但市區(qū)環(huán)境在無(wú)遮蔽下，必須在時(shí)速50公里以下才能正常探索，若市區(qū)有遮蔽，則必須低于時(shí)速30公里。

       附帶一提，為了讓每一則表達(dá)具有獨(dú)一辨識(shí)性，LTE Direct標(biāo)準(zhǔn)研擬的初期，也討論到表達(dá)信息的辨識(shí)信息長(zhǎng)度，可能為64位，也可能為128位。

       圖2：LTE Direct每20秒更新2,816個(gè)表達(dá)信息（初期技術(shù)提案）。

       段標(biāo)：LTE Direct技術(shù)細(xì)節(jié)更新

       上述的LTE Direct技術(shù)運(yùn)作，之后進(jìn)行了部分調(diào)整修正，原本每隔20秒上傳、更新一次覆蓋區(qū)內(nèi)的“表達(dá)”，改成每隔10秒更新一次，但每次依然是64毫秒，也依然是2,816則表達(dá)。

       也因?yàn)榧涌炝烁滤俾?，?duì)LTE基站而言，上行帶寬的耗占 (Overhead) 也增加了，原本是少于0.3%，而今改口“少于1%”，但依然相當(dāng)少，一般的LTE手機(jī)通話、上網(wǎng)幾乎感受不到其影響。至于手機(jī)間的直接通信距離，依然維持理論上的無(wú)遮蔽下500公尺。每則表達(dá)的信息辨識(shí)長(zhǎng)度，則確定為128位，不是64位。

       圖3：3GPP R12標(biāo)準(zhǔn)中LTE Direct的技術(shù)提案調(diào)整。

       段標(biāo)：LTE Direct與競(jìng)爭(zhēng)技術(shù)

       LTE Direct技術(shù)首次讓LTE手機(jī)可以直接相互傳遞，中間不用透過(guò)LTE基站（僅初期需要），其實(shí)有一部分動(dòng)機(jī)也在防范Wi-Fi Direct技術(shù)，Wi-Fi Direct技術(shù)是Wi-Fi聯(lián)盟于2010年提出并推行，今日多數(shù)手機(jī)均具備Wi-Fi通信功能，也多具備Wi-Fi Direct通信能力，2部手機(jī)可以透過(guò)Wi-Fi直接相互傳遞。

       LTE陣營(yíng)希望手機(jī)用戶運(yùn)用LTE技術(shù)直接相互傳遞，而不要使用Wi-Fi技術(shù)，因此2013年3月Qualcomm曾進(jìn)行一項(xiàng)實(shí)測(cè)比較，在0.64秒內(nèi)LTE Direct可以偵測(cè)到通信覆蓋區(qū)內(nèi)7,200個(gè)裝置，但Wi-Fi Direct在第一種情境下，需耗費(fèi)119秒方能偵測(cè)到369個(gè)裝置，即便換用另一個(gè)情境，可在82秒偵測(cè)到369個(gè)裝置，在耗用時(shí)間與偵測(cè)裝置數(shù)上，LTE Direct均優(yōu)于Wi-Fi Direct。

       表1：2014年Qualcomm揭露的提出LTE Direct與Wi-Fi Direct實(shí)測(cè)比較。

       類似的，2015年2月的實(shí)測(cè)報(bào)告中，Wi-Fi Direct在鄉(xiāng)區(qū)環(huán)境下，裝置間直接通信的最遠(yuǎn)距離約200公尺，城區(qū)無(wú)遮蔽下150公尺，城區(qū)有遮蔽下降至30公尺，LTE Direct的前述表現(xiàn)均優(yōu)于Wi-Fi Direct。

       不僅將Wi-Fi Direct視為潛在競(jìng)爭(zhēng)，LTE Direct也與低功耗版藍(lán)牙（Bluetooth Low Energy, BLE，或稱Bluetooth Smart）相比較，原因在于Apple于2013年底以Bluetooth 4.0為基礎(chǔ)提出iBeacon技術(shù)，iBeacon也屬鄰近感知性技術(shù)，部分應(yīng)用有可能與LTE Direct相重疊，事實(shí)上Wi-Fi聯(lián)盟也在2015年初，以Wi-Fi Direct技術(shù)為基礎(chǔ)提出鄰近感知性技術(shù)Wi-Fi Aware，也同樣為L(zhǎng)TE Direct的潛在競(jìng)爭(zhēng)

       表2：2015年OpenStreetMap的LTE Direct、Wi-Fi Direct探索距離比較。

       不過(guò)，LTE Direct的支持方認(rèn)為，BLE（也稱BT-LE）約僅50公尺的傳輸距離，無(wú)法與LTE Direct的500公尺相比，另外更新鄰近信息的時(shí)間也太慢，LTE Direct保守估計(jì)僅75毫秒（理論值64毫秒），但BLE需要4,000毫秒（約4秒），LTE Direct也是居技術(shù)上風(fēng)。

       段標(biāo)：營(yíng)運(yùn)商對(duì)LTE Direct看法兩極

       LTE Direct能提供的潛在發(fā)揮想象應(yīng)用相當(dāng)多，對(duì)電信營(yíng)運(yùn)商而言是下一波潛在商機(jī)，過(guò)去電信商的主流大宗收入來(lái)自語(yǔ)音通話服務(wù)、文字簡(jiǎn)訊服務(wù)，但逐漸已轉(zhuǎn)向數(shù)據(jù)（上網(wǎng)）服務(wù)，甚至是類似Apple App Store或Google Play之類的數(shù)字內(nèi)容發(fā)行服務(wù)，如電子書(shū)城、在線節(jié)目收視等，更未來(lái)則寄望LTE Direct，如鄰近租借行李箱、鄰近的交友服務(wù)。

       不過(guò)，也有電信商對(duì)LTE Direct抱持保守看法，若有黑心交易，受害者怪罪到電信商，理由是電信商居中提供信息，是幫兇，求電信商也必須負(fù)擔(dān)部分責(zé)任，因而索賠，不僅沒(méi)因新應(yīng)用服務(wù)增加營(yíng)收，反而造成不必要的困擾。

       所以有的電信商無(wú)意導(dǎo)入LTE Direct，或初期只導(dǎo)入與金錢利益無(wú)關(guān)的服務(wù)，例如有人突然暈倒了，旁人立刻發(fā)訊呼救“ZZZ處有人暈倒了，附近有誰(shuí)是醫(yī)生？懇請(qǐng)快來(lái)急救”。

       或者，電信商的LTE基站完全不提供居中信息傳遞，只提供LTE手機(jī)間的直接通信，例如在寵物身上綁一個(gè)LTE發(fā)訊器，或與小孩出游時(shí)，讓小孩配戴一部LTE手機(jī)，并與主人、家長(zhǎng)的LTE手機(jī)保持直接聯(lián)系，一旦聯(lián)系距離過(guò)遠(yuǎn)或斷訊就會(huì)發(fā)出警訊，提醒有可能寵物、孩童走失了。然而在此種應(yīng)用需求下，LTE Direct與前述的BLE有高重疊性，終端消費(fèi)者不見(jiàn)得非用LTE Direct技術(shù)不可。

       雖然有隱憂，但相信LTE Direct的試行服務(wù)、商業(yè)化服務(wù)最終必然到臨。至于哪一種服務(wù)會(huì)是殺手級(jí)應(yīng)用 (Killer Application)，率先引領(lǐng)LTE Direct服務(wù)普及，則有待進(jìn)一步觀察了。