TD-LTE演進(jìn)關(guān)鍵技術(shù)研究

毛劍慧，鄧 偉，楊 光

（中國(guó)移動(dòng)通信有限公司研究院 北京100053）

1 引言

TD-LTE主要以O(shè)FDM多址接入和多天線技術(shù)為基礎(chǔ)，可以提供更低傳輸時(shí)延、更高用戶傳輸速率、增加容量和覆蓋的移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)。TD-LTE現(xiàn)有基站主要以3GPP R9版本為主，包括下行雙流波束成形、網(wǎng)絡(luò)自優(yōu)化等特性，2008年3月3GPP標(biāo)準(zhǔn)組織開始對(duì)于TD-LTE后續(xù)演進(jìn)（LTE-Advanced，LTE-A）技術(shù)進(jìn)行立項(xiàng)，截至2012年年底，R10標(biāo)準(zhǔn)化工作基本結(jié)束。

2 TD-LTE后續(xù)演進(jìn)技術(shù)引入背景

本節(jié)重點(diǎn)從TD-LTE現(xiàn)網(wǎng)實(shí)際情況出發(fā)，介紹引入TD-LTE演進(jìn)關(guān)鍵技術(shù)的必要性和急迫性。

·用戶速率亟需進(jìn)一步提升。目前主流商用終端為等級(jí)3的終端，在上下行子幀配比2∶2條件下，下行峰值速率為60 Mbit/s，上行峰值速率為20 Mbit/s，上下行小區(qū)吞吐量為15.2 Mbit/s/26.8 Mbit/s；在上下行子幀配比1∶3條件下，下行峰值速率為80 Mbit/s，上行峰值速率為10 Mbit/s，上下行小區(qū)吞吐量為6.9 Mbit/s/38.3 Mbit/s。因此仍有進(jìn)一步提升速率的需求，可以借鑒TD-LTE演進(jìn)技術(shù)中的載波聚合（carrier aggregation,CA）、MIMO增強(qiáng)技術(shù)。

·同頻干擾需要進(jìn)一步抑制。在宏基站同頻組網(wǎng)時(shí)存在較強(qiáng)的上行干擾，目前采用基站IRC接收或者小區(qū)間干擾消除（ICIC）技術(shù)進(jìn)行抑制；但如果采用宏微基站同頻分層組網(wǎng)，同頻組網(wǎng)產(chǎn)生的控制信道干擾將更為顯著，因此需要引入TD-LTE后續(xù)演進(jìn)技術(shù)中的增強(qiáng)小區(qū)間干擾消除（eICIC）技術(shù)對(duì)干擾進(jìn)行抑制。

·網(wǎng)絡(luò)管理維護(hù)效率需要進(jìn)一步提升。目前采用路測(cè)終端進(jìn)行測(cè)試和優(yōu)化，需要測(cè)試人員攜帶路測(cè)終端對(duì)于覆蓋內(nèi)的所有道路、室內(nèi)進(jìn)行遍歷，查找覆蓋空洞等網(wǎng)絡(luò)問題，網(wǎng)絡(luò)管理維護(hù)效率較低。因此，可以考慮引入TD-LTE后續(xù)演進(jìn)技術(shù)中的MDT（最小化路測(cè)）技術(shù)提升網(wǎng)管維護(hù)效率。

·小區(qū)邊緣用戶吞吐量需要進(jìn)一步提升。TD-LTE宏基站主要采用20 MHz同頻組網(wǎng)方案，小區(qū)邊緣用戶由于同頻干擾的影響吞吐量較低，因此可以考慮引入?yún)f(xié)作多點(diǎn)傳輸（coordinated multi-point transmission and reception,CoMP）技術(shù)提升邊緣用戶吞吐量。

3 TD-LTE后續(xù)演進(jìn)關(guān)鍵技術(shù)

如第2節(jié)所述，需要引入LTE-A技術(shù)提升現(xiàn)網(wǎng)性能。

以下將詳細(xì)介紹LTE-A各關(guān)鍵技術(shù)。LTE-A系統(tǒng)引入了一系列新技術(shù)以滿足3GPP R10版本標(biāo)準(zhǔn)的需求，主要包括載波聚合、多天線技術(shù)演進(jìn)、CoMP、中繼（relay）以及增強(qiáng)型小區(qū)間干擾消除、網(wǎng)絡(luò)自組織增強(qiáng)(eSON)、增強(qiáng)型廣播多播服務(wù)（E-MBMS）等。3GPP R10版本標(biāo)準(zhǔn)完成之后，LTE-A技術(shù)仍然在不斷完善，不斷衍生出新的增強(qiáng)方案并加入R11版本中，持續(xù)提升了LTE-A系統(tǒng)的性能。

3.1 載波聚合技術(shù)

載波聚合技術(shù)是將多個(gè)頻率上相鄰或離散的LTE載波聚合使用，以提供更大的傳輸帶寬。LTE系統(tǒng)的用戶終端可以在每一個(gè)單獨(dú)的載波上使用，而LTE-A系統(tǒng)的用戶終端根據(jù)能力不同，可以使用從一個(gè)載波到全部頻譜的通信。通過擴(kuò)展系統(tǒng)和終端的工作帶寬，載波聚合一方面提高了數(shù)據(jù)傳輸速率，另一方面也能夠更高效地使用頻譜資源。本節(jié)從載波聚合的概念及引入需求出發(fā)，介紹了載波聚合的頻帶場(chǎng)景和可能的應(yīng)用部署場(chǎng)景。

3.1.1 需求及技術(shù)原理

圖1 載波聚合

為了滿足LTE-A峰值速率和帶寬的需求，載波聚合被確定為3GPP LTE-A中的核心技術(shù)之一。如圖1所示，載波聚合的核心思想有兩點(diǎn)：一是一塊大的連續(xù)頻譜或若干離散頻譜被劃分為多個(gè)成員載波（component carrier,CC），各CC的帶寬和LTE R8/R9載波相同（不大于20 MHz），以保證已有（不支持載波聚合）LTE終端的接入，同時(shí)降低設(shè)備復(fù)雜度；二是支持載波聚合的LTE-A終端可以部分或完全地使用這些頻譜（即同時(shí)接入多個(gè)CC），以提供高于單個(gè)成員載波的數(shù)據(jù)速率。對(duì)于LTE-A終端，不同CC可以進(jìn)行資源調(diào)度和干擾協(xié)調(diào)等方面的協(xié)作，以提高系統(tǒng)性能。

以3GPP R8最大系統(tǒng)帶寬20 MHz為基礎(chǔ)，LTE-A最多可以支持5個(gè)載波聚合，系統(tǒng)帶寬為100 MHz，最大峰值速率可達(dá)下行3 Gbit/s、上行1.5 Gbit/s。同時(shí)LTE-A支持同一頻段內(nèi)連續(xù)/非連續(xù)載波聚合和跨頻段載波聚合，以充分利用運(yùn)營(yíng)商的可用頻譜。為了便于系統(tǒng)升級(jí)，3GPP R10/R11中成員載波均為后向兼容載波，允許R8/R9終端接入，但是未來(lái)可以支持非后向兼容載波，以便于支持零散頻譜和感知無(wú)線電技術(shù)識(shí)別的頻譜等應(yīng)用場(chǎng)景。

3.1.2 產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀

根據(jù)中國(guó)移動(dòng)目前TD-LTE頻譜資源情況，并結(jié)合3GPP標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程，2013年要求主設(shè)備及終端具備支持頻段41的40 MHz和頻段40的40 MHz載波聚合的能力；2014年主要考慮引入F頻段與D頻段跨頻段同時(shí)隙配比40 MHz載波聚合功能。截至2013年年底，主要系統(tǒng)廠商具備支持頻段內(nèi)40 MHz載波聚合的能力并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室與外場(chǎng)驗(yàn)證，測(cè)試結(jié)果表明，在上下行子幀1∶3配比、特殊時(shí)隙10∶2∶2配置下的下行峰值速率可以達(dá)到220 Mbit/s，如圖2所示。

3.2 多天線技術(shù)演進(jìn)技術(shù)

3.2.1 需求及技術(shù)原理

多天線技術(shù)的演進(jìn)是滿足LTE-A峰值譜效率和平均譜效率提升需求的重要途徑之一。LTE R8下行支持最大4層傳輸，而上行只支持單天線發(fā)送。LTE-A為提升峰值譜效率和平均頻譜效率，在上下行都擴(kuò)充了發(fā)射/接收支持的最大數(shù)據(jù)層數(shù)，允許下行最多8天線8層發(fā)送，上行最多4天線4層發(fā)送。

（1）下行MIMO增強(qiáng)技術(shù)[1]

下行MIMO增強(qiáng)技術(shù)是在LTE R8/R9版本中多天線傳輸技術(shù)基礎(chǔ)上的進(jìn)一步演進(jìn)和擴(kuò)展，包括：增加下行傳輸模式9（TM9），下行可以支持8×8波束成形，支持最多8層傳輸；此外參考信號(hào)有了很大的變化，R8的下行公共參考信號(hào)由下行解調(diào)參考信號(hào)（DMRS）和下行測(cè)量參考信號(hào)（CSI-RS）代替，下行波束成形不再局限于SRS測(cè)量計(jì)算成形權(quán)值，可以采用基于碼本選擇的形式進(jìn)行波束成形。

圖2 下行連續(xù)40 Mbit/s載波聚合峰值速率

因此，波束成形的方式將更加靈活，可以廣泛應(yīng)用于以下場(chǎng)景。

·無(wú)探測(cè)參考信號(hào)（SRS）發(fā)送的場(chǎng)景。下行載波聚合環(huán)境下，信道探測(cè)參考信號(hào)僅在主載波上進(jìn)行發(fā)送，輔載波不發(fā)送SRS，因此基站無(wú)法獲取輔載波的信道特征，導(dǎo)致基于SRS測(cè)量計(jì)算成形權(quán)值方法的性能下降。因此，在該場(chǎng)景下，為了保證波束成形的性能，建議采用基于碼本反饋的波束成形方法。

·上行探測(cè)參考信號(hào)資源受限的場(chǎng)景。目前，TD-LTE主要的子幀配比方式為3DL∶1UL，1個(gè)無(wú)線幀中僅有2個(gè)上行子幀，在多用戶場(chǎng)景下上行資源將可能受限。因此，在該場(chǎng)景下，也建議R10終端采用基于碼本反饋的波束成形方法，減少SRS開銷以用于R8/R9波束成形的用戶。

此外，雖然LTE-A系統(tǒng)中基站的天線數(shù)已經(jīng)擴(kuò)展到8個(gè)，最大可以支持下行8流發(fā)送，但是考慮到終端的成本和體積，很難將用戶端擴(kuò)展到8個(gè)天線，所以多個(gè)用戶間共享相同的時(shí)頻資源與基站通信的方式即MU-MIMO（多用戶MIMO）逐漸成為研究熱點(diǎn)。如圖3所示，MU-MIMO將傳統(tǒng)的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信模式轉(zhuǎn)變?yōu)辄c(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的傳輸模式，基站在相同時(shí)頻資源上同時(shí)服務(wù)多個(gè)用戶，通過基站側(cè)的預(yù)編碼消除多用戶間干擾，可以有效提高系統(tǒng)吞吐量?；净谏闲行诺佬畔⒒蛴脩舴答伹闆r進(jìn)行多用戶配對(duì)，將同一個(gè)時(shí)頻資源同時(shí)分配給多個(gè)配對(duì)用戶，用戶之間的干擾利用波束成形算法刪除。MU-MIMO利用波束成形的方向性，實(shí)現(xiàn)多用戶的空分多址，能進(jìn)一步獲得多用戶空間復(fù)用增益，適用于密集城區(qū)的小區(qū)中心用戶。

圖3 MU-MIMO示意

（2）上行MIMO增強(qiáng)技術(shù)

上行MIMO增強(qiáng)技術(shù)是在LTE R8/R9版本中上行單天線傳輸技術(shù)基礎(chǔ)上的進(jìn)一步演進(jìn)和擴(kuò)展，包括：系統(tǒng)上行支持4×4配置的MIMO，并對(duì)上行解調(diào)參考信號(hào)（UL DMRS）和上行探測(cè)參考信號(hào)的容量進(jìn)行擴(kuò)充，以同時(shí)支持更多正交用戶。

因?yàn)樯闲蠱IMO有賴于終端功能的大幅提升，在LTE階段，雖然在下行使用了MIMO技術(shù)，但是上行依然采用單天線發(fā)送的方式，因此上行頻譜效率比較低。LTE-A終端的基本配置為2個(gè)以上發(fā)送射頻通道，支持多個(gè)天線同時(shí)傳輸信號(hào)，因此可以在上行傳輸中引入MIMO技術(shù)提升頻譜效率。LTE-A系統(tǒng)上行支持4×4配置的MIMO技術(shù)，從理論的角度來(lái)說(shuō)，相比于R8可以實(shí)現(xiàn)4倍的上行峰值速率。

但必須指出，在實(shí)際終端設(shè)計(jì)中，上行多流傳輸需要設(shè)計(jì)多個(gè)獨(dú)立的發(fā)射通路，勢(shì)必會(huì)增加終端射頻前端的體積及功耗，因此建議在某些行業(yè)終端中引入上行多流傳輸技術(shù)。

在負(fù)荷較大的區(qū)域，為了同時(shí)服務(wù)更多的上行用戶，可以采用上行MU-MIMO技術(shù)。其主要原理是將多個(gè)用戶配對(duì)，共享相同的時(shí)頻資源，在基站側(cè)抑制多用戶間干擾，從而提高資源利用率。由于用戶端較難實(shí)現(xiàn)信令的交互，所以該技術(shù)同樣對(duì)用戶側(cè)透明，也就是說(shuō)用戶并不知道是否存在配對(duì)用戶，僅在基站端進(jìn)行用戶間的干擾刪除。

3.2.2 產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀

增強(qiáng)多天線技術(shù)對(duì)于系統(tǒng)、終端的實(shí)現(xiàn)難度均較高，主要設(shè)備廠商已支持上行雙流多天線增強(qiáng)技術(shù)，預(yù)計(jì)2014年支持其他MIMO增強(qiáng)技術(shù)。終端設(shè)計(jì)需要考慮到射頻前端的體積、成本及功耗等諸多因素，因此建議僅行業(yè)應(yīng)用終端引入上行多流技術(shù)。

終端實(shí)現(xiàn)下行4流TM9難度較大，且現(xiàn)網(wǎng)環(huán)境下多流傳輸?shù)恼{(diào)度比例需要進(jìn)一步研究及仿真，預(yù)計(jì)2014年進(jìn)行技術(shù)驗(yàn)證。

3.3 協(xié)作多點(diǎn)傳輸技術(shù)

CoMP技術(shù)是指在相鄰基站間引入?yún)f(xié)作，在協(xié)作基站之間共享信道狀態(tài)和調(diào)度等有用信息，通過協(xié)作基站間的聯(lián)合數(shù)據(jù)處理和發(fā)送，將傳統(tǒng)的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)/點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)系統(tǒng)拓展為多點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的協(xié)作系統(tǒng)，將多個(gè)接入點(diǎn)信號(hào)的發(fā)送與接收進(jìn)行緊密協(xié)調(diào)，可以有效降低干擾、提高系統(tǒng)容量、改善小區(qū)邊界的覆蓋和用戶數(shù)據(jù)速率，特別是對(duì)小區(qū)邊界用戶的性能改善十分有效。

3.3.1 需求及技術(shù)原理

在實(shí)際網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，邊緣用戶由于信號(hào)強(qiáng)度較弱或者干擾較大等原因造成邊緣速率較低，因此需要引入CoMP技術(shù)提升小區(qū)邊緣用戶速率。

根據(jù)用戶數(shù)據(jù)是否在基站間共享，CoMP可以分為兩大類：協(xié)調(diào)調(diào)度（coordinated scheduling/coordinated beamforming，CS/CB）和聯(lián)合處理（joint processing，JP）。

CS/CB也稱為“干擾避免”，不需要在基站間共享用戶數(shù)據(jù)，通過對(duì)系統(tǒng)資源的劃分和限制或者有效分配，減小相鄰小區(qū)邊緣區(qū)域使用的資源在時(shí)間、頻率或者空間上的沖突，從而在盡可能保持系統(tǒng)高頻譜利用率的基礎(chǔ)上避免小區(qū)間干擾，提高信號(hào)的接收信噪比，如圖4所示。

圖4 協(xié)作調(diào)度/波束成形

JP也稱為“干擾利用”，需要在基站間共享用戶數(shù)據(jù)，通過協(xié)作接收或者發(fā)送多個(gè)協(xié)作用戶的信號(hào)，實(shí)現(xiàn)多小區(qū)之間的干擾減少或抑制。JP技術(shù)可以將干擾信號(hào)作為有用信號(hào)加以利用，從而降低小區(qū)間的干擾，提高小區(qū)邊緣用戶的服務(wù)質(zhì)量和吞吐量，提高系統(tǒng)的頻譜利用率，如圖5所示。對(duì)于下行鏈路的JP，基站端的干擾抑制需要利用下行信道狀態(tài)信息。對(duì)于FDD系統(tǒng)，由于上下行信道不互易，需要反饋使用碼本量化的下行信道信息到協(xié)作基站，為降低反饋開銷，反饋的信道矩陣信息存在較大量化損失，使用JP技術(shù)困難較大；然而對(duì)于TDD系統(tǒng)，由于上下行信道存在互易性，可以通過上行信道估計(jì)獲得下行信道的狀態(tài)信息，因此更適合使用JP技術(shù)。

圖5 聯(lián)合傳輸/處理

3.3.2 產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀

上行兩天線多小區(qū)聯(lián)合接收可以獲得40%～50%小區(qū)邊緣性能增益，因此主要系統(tǒng)廠商已完成開發(fā)并進(jìn)行了外場(chǎng)驗(yàn)證（外場(chǎng)測(cè)試結(jié)果如圖6所示）；上行8天線多小區(qū)聯(lián)合接收可以獲得20%～30%小區(qū)邊緣性能增益，部分系統(tǒng)廠商已支持該功能并進(jìn)行了外場(chǎng)驗(yàn)證（外場(chǎng)測(cè)試結(jié)果如圖7所示）。

仿真表明，下行8天線多小區(qū)聯(lián)合發(fā)送可以獲得20%～30%小區(qū)邊緣性能增益，但主設(shè)備需要進(jìn)行站間天線校準(zhǔn)，產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)難度較大，且站間需要通過X2接口傳遞用戶數(shù)據(jù)信息，傳輸資源開銷較大，因此方案正在研究階段，預(yù)計(jì)2014年支持該功能并進(jìn)行相關(guān)驗(yàn)證。

圖6 上行2天線CoMP外場(chǎng)測(cè)試結(jié)果

圖7 上行8天線CoMP外場(chǎng)測(cè)試結(jié)果

3.4 中繼技術(shù)

3.4.1 需求及技術(shù)原理

在2G/3G中，直放站是室內(nèi)深度覆蓋的一種補(bǔ)充手段，可用于無(wú)傳輸資源的室內(nèi)深度覆蓋補(bǔ)充。但2G/3G中的直放站直接將信號(hào)和噪聲同時(shí)放大進(jìn)行層一轉(zhuǎn)發(fā)，從而帶來(lái)網(wǎng)絡(luò)干擾的抬升。在這種背景下，在LTE系統(tǒng)中，提出了中繼技術(shù)，解決信號(hào)放大過程中增加網(wǎng)絡(luò)干擾的問題。

中繼就是在宏基站和移動(dòng)臺(tái)之間增加具有無(wú)線回傳功能的中間節(jié)點(diǎn)（中繼站），對(duì)宏基站的下行發(fā)射信號(hào)或者終端的上行發(fā)射信號(hào)進(jìn)行解調(diào)和譯碼以及資源調(diào)度等基帶處理，再重新編碼、調(diào)制、再生放大后轉(zhuǎn)發(fā)給終端或者宏基站，因此可以有效抑制網(wǎng)絡(luò)干擾的抬升，提高信號(hào)傳輸?shù)馁|(zhì)量和可靠性，克服無(wú)線直放站的干擾問題。

3 GPP確定R10版本中繼技術(shù)包含帶內(nèi)中繼（inband relay）和帶外中繼（outband relay）兩種類型。

（1）帶內(nèi)中繼

帶內(nèi)中繼指接入鏈路（中繼站與終端之間）與回傳鏈路（中繼站與基站之間）采用相同頻率進(jìn)行傳輸?shù)闹欣^形式，如圖8所示，中繼站采用相同的頻率與基站、終端進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。當(dāng)采用硬件實(shí)現(xiàn)技術(shù)將中繼站的收發(fā)天線隔離度做得足夠大時(shí)，中繼站可以在相同的頻帶上同時(shí)進(jìn)行收發(fā)；當(dāng)中繼站的收發(fā)天線隔離度不夠時(shí)，中繼站在兩段鏈路采用相同的頻帶進(jìn)行收發(fā)需要在時(shí)間上進(jìn)行隔離，即中繼站需要在不同的時(shí)間段分別與覆蓋下的終端和所附著的宏基站進(jìn)行通信。

圖8 帶內(nèi)中繼示意

需要特別指出的是，在LTE系統(tǒng)中，雖然帶內(nèi)中繼的回傳鏈路與接入鏈路可以共享一條射頻通道，但由于LTE上下行采用不同的傳輸體制，如下行OFDMA、上行SC-FDMA，因此中繼站需要分別為回傳鏈路與接入鏈路設(shè)計(jì)不同的基帶處理模塊。

（2）帶外中繼

帶外中繼指接入鏈路與回傳鏈路采用不同頻率的中繼形式，如圖9所示，由于頻帶隔離的原因，中繼站可以在同一時(shí)間進(jìn)行全雙工收發(fā)。因此，帶外中繼一般較帶內(nèi)中繼具有更高的鏈路容量，回傳鏈路設(shè)計(jì)可不考慮對(duì)接入鏈路的影響，且系統(tǒng)設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單。

圖9 帶外中繼示意

3.4.2 產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀

中繼技術(shù)可以提供無(wú)線回傳，實(shí)現(xiàn)快速、靈活的部署，應(yīng)用于補(bǔ)盲或者補(bǔ)熱場(chǎng)景，目前個(gè)別系統(tǒng)廠商已開發(fā)出面向商用的中繼產(chǎn)品并進(jìn)行了相關(guān)驗(yàn)證，測(cè)試結(jié)果表明中繼可以明顯改善室外宏基站弱覆蓋區(qū)域的信號(hào)質(zhì)量和上下行吞吐量，并且在特定外場(chǎng)條件下可以提升宏基站的覆蓋距離50%（約600 m），起到了明顯的覆蓋拉遠(yuǎn)增強(qiáng)作用。其他系統(tǒng)廠商預(yù)計(jì)在2014年可以推出中繼產(chǎn)品以滿足不同部署需求。

3.5 網(wǎng)絡(luò)自組織增強(qiáng)方案

3.5.1 需求及技術(shù)原理

隨著通信技術(shù)的快速發(fā)展，移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)變得越來(lái)越復(fù)雜和龐大。對(duì)于運(yùn)營(yíng)商來(lái)說(shuō)，在使用新技術(shù)的同時(shí)，如何降低基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)費(fèi)用（CAPEX）以及網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)費(fèi)用（OPEX），是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)。在這一背景下，NGMN（Next Generation Mobile Network）組織和3GPP提出了自配置自優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)的需求，目標(biāo)是通過實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)自配置、自維護(hù)和自優(yōu)化，降低操作維護(hù)開銷、減少人為操作、提高網(wǎng)絡(luò)性能。

自配置自優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)是指網(wǎng)絡(luò)自身能夠探測(cè)環(huán)境信息并由此做出自主決策，擁有自配置和自優(yōu)化功能的通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)能夠有效地檢測(cè)并解決網(wǎng)絡(luò)異常情況，自動(dòng)適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)變化，是解決未來(lái)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃優(yōu)化工作、提高網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量、大幅降低網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和維護(hù)成本的有效途徑。目前無(wú)線側(cè)自配置自優(yōu)化功能主要包含基站自配置與網(wǎng)絡(luò)自優(yōu)化兩部分，其中基站自配置包括：基站自啟動(dòng)、物理層小區(qū)標(biāo)識(shí)（PCI）自配置以及鄰小區(qū)自配置（ANR）；網(wǎng)絡(luò)自優(yōu)化包括：隨機(jī)接入?yún)?shù)優(yōu)化、LTE網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部及跨RAT移動(dòng)頑健性優(yōu)化、LTE網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部及跨RAT移動(dòng)負(fù)載均衡優(yōu)化、網(wǎng)絡(luò)節(jié)能優(yōu)化以及最小化路測(cè)。

此外，在以上研究的基礎(chǔ)上，3GPP進(jìn)一步提出了基于終端分類（如終端速度等方面)的移動(dòng)頑健性、移動(dòng)負(fù)載均衡優(yōu)化功能以及小小區(qū)（small cell）等場(chǎng)景中的自組織增強(qiáng)功能研究。

持續(xù)不斷地降低網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)成本和維護(hù)復(fù)雜度是運(yùn)營(yíng)商的長(zhǎng)期目標(biāo)。通過引進(jìn)自配置、自優(yōu)化等機(jī)制，可以提高網(wǎng)絡(luò)性能和質(zhì)量，同時(shí)節(jié)省建設(shè)和運(yùn)營(yíng)成本，提高網(wǎng)絡(luò)利潤(rùn)率。因此，網(wǎng)絡(luò)自配置自優(yōu)化技術(shù)的發(fā)展包含技術(shù)與市場(chǎng)兩方面的驅(qū)動(dòng)力。

3.5.2 產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀

由于不同SON功能在3GPP不同版本中定義，因此廠商支持時(shí)間有差別。該功能可以顯著提升網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化、網(wǎng)管維護(hù)的效率，目前主設(shè)備廠商已經(jīng)具備支持SON功能中的PCI、ANR及MDT能力，終端預(yù)計(jì)2014年獲得支持。

3.6 增強(qiáng)型小區(qū)間干擾協(xié)調(diào)技術(shù)

3.6.1 需求及技術(shù)原理

宏基站網(wǎng)絡(luò)中引入同頻微基站小功率傳輸節(jié)點(diǎn)后形成異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)，宏微基站間的干擾不僅存在于數(shù)據(jù)域，而且存在于控制域，如果控制域的干擾無(wú)法合理控制，部分受干擾嚴(yán)重的終端將難以有效接收控制信息，從而降低網(wǎng)絡(luò)性能。

R10標(biāo)準(zhǔn)化引入的增強(qiáng)型小區(qū)間干擾協(xié)調(diào)技術(shù)就是采用時(shí)域干擾協(xié)調(diào)方案解決宏基站、微基站和微微基站等多種基站進(jìn)行混合組網(wǎng)時(shí)小區(qū)間的控制信道和數(shù)據(jù)信道的干擾問題，但eICIC功能無(wú)法規(guī)避同步信道、CRS等信道的干擾。因此，R11標(biāo)準(zhǔn)化引入FeICIC，基站將鄰區(qū)信息發(fā)送至終端，終端進(jìn)行干擾抑制處理，從而進(jìn)一步減少異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中宏微基站之間的干擾。

3.6.2 產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀

目前由于宏微基站主要采用異頻組網(wǎng)，因此宏微基站之間的干擾并不強(qiáng)烈，預(yù)計(jì)部分系統(tǒng)廠商將在2014年支持該功能并可進(jìn)行相關(guān)測(cè)試。

4 結(jié)束語(yǔ)

本文從現(xiàn)網(wǎng)發(fā)展需求出發(fā)，介紹了LTE的演進(jìn)技術(shù)——LTE-A，介紹了載波聚合、多天線技術(shù)演進(jìn)、協(xié)作多點(diǎn)傳輸、中繼、增強(qiáng)型小區(qū)間干擾協(xié)調(diào)、網(wǎng)絡(luò)自組織增強(qiáng)方案等未來(lái)LTE-A增強(qiáng)型關(guān)鍵技術(shù)的基本原理與產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀。新技術(shù)的引入，對(duì)于解決未來(lái)多頻段、多站型、多系統(tǒng)等復(fù)雜環(huán)境下的混合組網(wǎng)面臨的資源需求、覆蓋及容量問題、性能與速率提升、高干擾控制等提供了堅(jiān)實(shí)的保障。但功能引入需要綜合考量技術(shù)發(fā)展與產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀等多方面因素，分步驟、分階段地適時(shí)引入LTE-A新功能。

1 金婧.LTE-Advanced系統(tǒng)中多天線協(xié)作研究.北京郵電大學(xué)博士學(xué)位論文，2011