LTE/LTE-A技術(shù)及標準進展

4.2 MIMO技術(shù)

要達到LTE-A提出的目標數(shù)據(jù)傳輸速率，需要通過增加天線數(shù)量以提高峰值頻譜效率，即多天線技術(shù)，包括Beam-forming和空間復用。多天線技術(shù)是一種有效的提高系統(tǒng)容量的方法。當前LTE應用基于碼本預編碼技術(shù)的下行4天線技術(shù)。峰值速率達到300Mbit/s。由于LTE-A的帶寬高達100M，當前峰值速率可以達到下行1.5Gbit/s。

4.3 載波聚合

當前LTE系統(tǒng)在頻帶利用率上已經(jīng)接近Shannon極限。如果要提高系統(tǒng)吞吐量，就必須提高系統(tǒng)的帶寬或者信噪比。

LTE-A通過“載波聚合”（Spectrum Aggregation）的方式進行帶寬增強，即把幾個基于20MHz的LTE設計捆綁在一起，通過提高可用帶寬，LTE-A將帶寬擴展到100M。但是實際上很可能沒有一整塊的空閑帶寬，所以LTE-A允許離散頻帶的聚合。在具體應用中還面臨很多問題，如載波聚合時多個可選載波是否需要劃分可用集合和各種集合的等級劃分；在切換中載波變化的通信問題；載波變化時的信令傳輸問題；各個載波的激活和去激活過程。這些問題都在3GPP會議中提出并存在多種方案。當前載波聚合作為LTE-A的重要組成部分和關注焦點，是R10制定中的重點。

4.4 無線中繼

LTE系統(tǒng)容量要求很高，這樣的容量需要較高的頻段。為了滿足下一代移動通信系統(tǒng)的高速率傳輸?shù)囊?，LTE-A技術(shù)引入了無線中繼技術(shù)。用戶終端可以通過中間接入點中繼接入網(wǎng)絡來獲得帶寬服務。減小無線鏈路的空間損耗，增大信噪比，進而提高邊緣用戶信道容量。無線中繼技術(shù)包括Repeaters和Relay。

Repeaters是在接到母基站的射頻信號后，在射頻上直接轉(zhuǎn)發(fā)，在終端和基站都是不可見，而且并不關心目的終端是否在其覆蓋范圍，因此它的作用只是放大器而已。它的作用僅限于增加覆蓋，并不能提高容量。

Relay技術(shù)是在原有站點的基礎上，通過增加一些新的Relay站（或稱中繼節(jié)點、中繼站），加大站點和天線的分布密度。這些新增Relay節(jié)點和原有基站（母基站）都通過無線連接，和傳輸網(wǎng)絡之間沒有有線的連接，下行數(shù)據(jù)先到達母基站，然后再傳給Relay節(jié)點，Relay節(jié)點再傳輸至終端用戶，上行則反之。這種方法拉近了天線和終端用戶的距離，可以改善終端的鏈路質(zhì)量，從而提高系統(tǒng)的頻譜效率和用戶數(shù)據(jù)率。

4.5 多點協(xié)同

協(xié)同多點傳輸，即CoMP（Coordinated Multi-point Transmission）技術(shù)通過對空域的擴充提高系統(tǒng)容量減小用戶間干擾，是LTE-Advanced對空域擴充的核心技術(shù)之一。CoMP技術(shù)利用光纖連接的天線站點協(xié)同在一起為用戶服務，相鄰的幾個天線站或節(jié)點同時為一個用戶服務，從而提高用戶的數(shù)據(jù)率，提高小區(qū)邊緣的通信質(zhì)量。作為LTE-Advanced對空域擴充的兩種核心技術(shù)，Relay和CoMP技術(shù)對LTE標準做出了很大的創(chuàng)新。

根據(jù)終端是否知道信號從多個天線站點發(fā)射，CoMP可以分為3類：終端不知道接收到的信號來自多個分布的天線，終端按照單基站方式接收；終端將接收到的所有信道測量反饋，但接收方式按照單基站方式接收，效果相當于多徑接收；終端將接收到的所有信號測量反饋，但是基站側(cè)發(fā)送時，同時發(fā)送各個天線的發(fā)射信息，包括發(fā)射點和權(quán)重等。

4.6 自組織網(wǎng)絡

為了通過有效的運維成本（OPEX）和LTE網(wǎng)絡參數(shù)和結(jié)構(gòu)復雜化的壓力，3GPP借用自組織網(wǎng)絡的概念，在R8提出一種新運維策略。該策略將eNodeB作為自組織網(wǎng)絡節(jié)點，在其中添加自組織功能模塊，完成蜂窩無線網(wǎng)絡的自配置（Self-configuration）、自優(yōu)化(Self-optimization)和自操作(Self-operation)。作為LTE的特性，SON已經(jīng)在R8引入需求，R9完成自愈性、自優(yōu)化能力的討論。

LTE自組織網(wǎng)絡與傳統(tǒng)IP互聯(lián)網(wǎng)自組織不同在于，LTE要求自組織節(jié)點可以互聯(lián)之外，可以對網(wǎng)絡進行自優(yōu)化和自操作。

5 演進淺析

由于LTE重新定義了空中接口和核心網(wǎng)絡，摒棄了CDMA技術(shù)而采用OFDM技術(shù)，只支持分組域，使得LTE與已有3GPP各版本標準不兼容，現(xiàn)有3G網(wǎng)絡很難平滑演進到LTE，如果要部署LTE需要大規(guī)模的網(wǎng)絡升級，部署成本比較高。從歷史規(guī)律來看，從標準成熟到規(guī)模商用，一般要3~4年時間，2009年3月LTE標準凍結(jié)并批準，因此可以預計在2012~2013年以后LTE才具備規(guī)模商用的條件。從產(chǎn)業(yè)鏈的角度來看，目前LTE網(wǎng)絡側(cè)設備和終端尚未成熟，特別是終端方面可能成為LTE發(fā)展的瓶頸，支持LTE，WCDMA雙模的終端預計在2012年才能推出?？紤]到運營商投資和回報的平衡，無線接入網(wǎng)將會是EUTRAN和GERAN/UTRAN并存的場景，GERAN/UTRAN仍然保持二級架構(gòu)，EUTRAN采用扁平化架構(gòu)，隨著多?；镜耐瞥?，LTE的eNodeB可以和NodeB，BTS采用共站址的方式。

6 結(jié)束語

從GSM到UMTS再到HSPA，空口技術(shù)不斷演進，數(shù)據(jù)速率、小區(qū)吞吐量不斷提高，但是無線網(wǎng)絡基本保持了RNC+NodeB的二級架構(gòu)。隨著無線扁平化技術(shù)的出現(xiàn)與興起，無線網(wǎng)絡架構(gòu)會發(fā)生什么樣的變化成為了業(yè)界關注的焦點，網(wǎng)絡發(fā)展到LTE階段，EUTRAN中只含有eNodeB一個網(wǎng)元，不再有RNC，如何從UTRAN演進到EUTRAN需要特別關注。本文對LTE/LTE-A需求、研究進展以及關鍵技術(shù)進行了介紹。