LTE以其高速率低時(shí)延等優(yōu)點(diǎn)，得到世界各主流通信設(shè)備商和運(yùn)營商的廣泛關(guān)注。當(dāng)前各地LTE測試工作不斷展開，并逐步開始規(guī)模商用。為了保證LTE及其后續(xù)技術(shù)的長久生命力，同時(shí)也為了滿足IMT-A和未來通信的更高需求，3GPP開始了LTE的平滑演進(jìn)LTE-Advanced（以下簡稱LTE-A）的研究，并將其作為4G的首選技術(shù)。
作為LTE的平滑演進(jìn)，LTE-A能夠保持與LTE良好的兼容性；提供更高的峰值速率和吞吐量，下行的峰值速率為1Gbps，上行峰值速率為500Mbps；具有更高的頻譜效率，下行提高到30bps/Hz，上行提高到15bps/Hz；支持多種應(yīng)用場景，提供從宏蜂窩到室內(nèi)場景的無縫覆蓋。
LTE-A關(guān)鍵技術(shù)
為了滿足上述要求，LTE-A引入載波聚合（Carrier Aggregation，CA）、多天線增強(qiáng)（Enhanced MIMO）、中繼技術(shù)（Relay）和多點(diǎn)協(xié)作傳輸（Coordinated Multi-point Tx/Rx， CoMP）等關(guān)鍵技術(shù)。
● 載波聚合
為了滿足峰值速率要求，LTE-A當(dāng)前支持最大100MHz帶寬，然而在現(xiàn)有的可用頻譜資源中很難找到如此大的帶寬，而且大帶寬對于基站和終端的硬件設(shè)計(jì)帶來很大困難。此外，對于分散在多個(gè)頻段上的頻譜資源，亟需一種技術(shù)把他們充分利用起來。基于上述考慮，LTE-A引入載波聚合這一關(guān)鍵技術(shù)。
通過對多個(gè)連續(xù)或者非連續(xù)的分量載波的聚合可以獲取更大的帶寬，從而提高峰值數(shù)據(jù)速率和系統(tǒng)吞吐量，同時(shí)也解決了運(yùn)營商頻譜不連續(xù)的問題。此外，考慮到未來通信中上下行業(yè)務(wù)的非對稱性，LTE-A支持非對稱載波聚合，典型場景為下行帶寬大于上行帶寬，如圖1所示。
圖1 載波聚合原理示意圖
為了保持與LTE良好的兼容性，Rel-10版本規(guī)定進(jìn)行聚合的每個(gè)分量載波采用LTE現(xiàn)有帶寬，并能夠兼容LTE，后續(xù)可以考慮引入其他類型的非兼容載波。在實(shí)際的載波聚合場景中，根據(jù)不同的傳輸需求和能力，UE可以同時(shí)調(diào)度一個(gè)或者多個(gè)分量載波。
空間維度進(jìn)一步擴(kuò)展，并且對下行多用戶MIMO進(jìn)一步增強(qiáng)，如圖2所示。
圖2 多天線增強(qiáng)示意圖
在LTE Rel-8中，上行僅支持單天線的發(fā)送，在LTE-A增強(qiáng)為上行最大支持4天線發(fā)送。物理上行共享信道（Physical Uplink Shared Channel，PUSCH）引入單用戶MIMO，可以支持最大兩個(gè)碼字流和4層傳輸；而物理層上行控制信道（Physical Uplink Control Channel，PUCCH）也可以通過發(fā)射分集的方式提高上行控制信息的傳輸質(zhì)量，提高覆蓋。
LTE-A下行傳輸由LTE Rel-8的4天線擴(kuò)展到8天線，最大支持8層和兩個(gè)碼字流的傳輸，從而進(jìn)一步提高了下行傳輸?shù)耐掏铝亢皖l譜效率。此外，LTE-A下行支持單用戶MIMO和多用戶MIMO的動(dòng)態(tài)切換，并通過增強(qiáng)型信道狀態(tài)信息反饋和新的碼本設(shè)計(jì)進(jìn)一步增強(qiáng)了下行多用戶MIMO的性能。
● 中繼技術(shù)
中繼傳輸技術(shù)是在原有站點(diǎn)的基礎(chǔ)上，引入Relay 節(jié)點(diǎn)（或稱中繼站），Relay節(jié)點(diǎn)和基站通過無線連接，下行數(shù)據(jù)先由基站發(fā)送到中繼節(jié)點(diǎn)，再由中繼節(jié)點(diǎn)傳輸至終端用戶，上行則反之，如圖3所示。通過Relay技術(shù)能夠增強(qiáng)覆蓋，支持臨時(shí)性網(wǎng)絡(luò)部署和群移動(dòng)，同時(shí)也能降低網(wǎng)絡(luò)部署成本。
根據(jù)功能和特點(diǎn)的不同，Relay可分為兩類：Type1和Type2 Relay。Type1 Relay具有獨(dú)立的小區(qū)標(biāo)識，具有資源調(diào)度和混合自動(dòng)重傳請求功能，對于Rel-8 終端類似于基站，而對于LTE-A終端可以具有比基站更強(qiáng)的功能。Type2 Relay 不具有獨(dú)立的小區(qū)標(biāo)識，對Rel-8終端透明，只能發(fā)送業(yè)務(wù)信息而不能發(fā)送控制。當(dāng)前，Rel-10版本主要考慮Type1 Relay。
圖3 Relay原理示意圖
● 多點(diǎn)協(xié)作傳輸技術(shù)
多點(diǎn)協(xié)作傳輸技術(shù)利用多個(gè)小區(qū)間的協(xié)作傳輸，有效解決小區(qū)邊緣干擾問題，從而提高小區(qū)邊緣和系統(tǒng)吞吐量，擴(kuò)大高速傳輸覆蓋。
CoMP包括下行CoMP發(fā)射和上行CoMP接收。上行CoMP接收通過多個(gè)小區(qū)對用戶數(shù)據(jù)的聯(lián)合接收來提高小區(qū)邊緣用戶吞吐量，其對RAN1協(xié)議影響比較小。下行CoMP發(fā)射根據(jù)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)能否在多個(gè)協(xié)調(diào)點(diǎn)上獲取可分為聯(lián)合處理（Joint Processing，JP）和協(xié)作調(diào)度/波束賦形（Coordinated Scheduling/Beamforming，CS/CB)。前者主要利用聯(lián)合處理的方式獲取傳輸增益，而后者通過協(xié)作減小小區(qū)間干擾，如圖4所示。
圖4 CoMP原理示意圖
為了支持不同的CoMP傳輸方式， UE需要反饋各種不同形式的信道狀態(tài)信息，對于CoMP的反饋，定義了3種類型：顯式反饋、隱式反饋和基于探測參考符號（Sounding Reference Symbol，SRS）的反饋。顯式反饋是指終端不對信道狀態(tài)信息進(jìn)行預(yù)處理，反饋諸如信道系數(shù)和信道秩等信息；隱式反饋是指終端在一定假設(shè)的前提下對信道狀態(tài)信息進(jìn)行一定的預(yù)處理后反饋給基站，如編碼矩陣指示信息和信道質(zhì)量指示信息等；基于SRS的反饋是指利用信道的互易性，eNB根據(jù)終端發(fā)送的SRS獲取等效的下行信道狀態(tài)信息，這種方法在TDD系統(tǒng)中尤為適用。
LTE-A應(yīng)用前景
載波聚合通過已有帶寬的匯聚擴(kuò)展了傳輸帶寬；MIMO增強(qiáng)通過空域上的進(jìn)一步擴(kuò)展提高小區(qū)吞吐量；Relay通過無線的接力，提高覆蓋；CoMP通過小區(qū)間協(xié)作，提高小區(qū)邊緣吞吐量。通過上述關(guān)鍵技術(shù)的引入，LTE-A能夠充分滿足或者超越IMT-A的需求，成為未來通信的領(lǐng)跑者。
當(dāng)前中興通訊與大量世界頂級運(yùn)營商展開LTE測試和商用合作，各地外場測試在緊鑼密鼓地進(jìn)行中。對于LTE-A，中興通訊給予了極大關(guān)注，從其需求提出階段便積極參與其標(biāo)準(zhǔn)化工作，向3GPP提交大量有價(jià)值的提案，并被標(biāo)準(zhǔn)所采納。針對上述關(guān)鍵技術(shù)，中興通訊進(jìn)行了持續(xù)深入的研究，形成了一批在LTE-A中具有核心競爭力的解決方案。此外，中興通訊在LTE-A技術(shù)領(lǐng)域進(jìn)展突出，相應(yīng)的樣機(jī)正在緊密研發(fā)，進(jìn)展順利。
在通向未來的無線寬帶通信領(lǐng)域，中興通訊已經(jīng)走在行業(yè)的前列。預(yù)計(jì)2012年，基于上述LTE-A關(guān)鍵技術(shù)的中興通訊基站將逐步部署在世界各地，引領(lǐng)人們進(jìn)入一個(gè)更加豐富多彩的無線寬帶新世界。