淺析LTE/LTE-A技術(shù)

劉洋宏

【摘要】 本文對 LTE-A 關(guān)鍵技術(shù)及其演進(jìn)發(fā)展?fàn)顩r進(jìn)行了綜述，接下來重點(diǎn)介紹了LTE-A載波聚合技術(shù)，中繼技術(shù)， 多點(diǎn)協(xié)作技術(shù)等關(guān)鍵技術(shù)， 并分析了該技術(shù)的影響和應(yīng)用前景， 指出了其實(shí)施所面臨的挑戰(zhàn)。

【關(guān)鍵詞】 LTE 載波聚合 中繼 多點(diǎn)協(xié)作

一、LTE標(biāo)準(zhǔn)演進(jìn)過程

LTE是面向未來的移動通信技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，早在2004年底，3GPP就啟動了LTE技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化工作，并在2009年3月發(fā)布了R8版本的FDD -LTE和TDD-LTE標(biāo)準(zhǔn)，這標(biāo)志著LTE標(biāo)準(zhǔn)草案研究完成，LTE進(jìn)入實(shí)質(zhì)研發(fā)階段。R9版本中進(jìn)一步提出了LTE-advanced （LTE-A） 的概念，LTE-A于2010年6月通過 ITU 的評估，于2010年10月正式成為IMT-A的主要技術(shù)之一，它是在R8版本基礎(chǔ)上的演進(jìn)和增強(qiáng)。R10版本對其加以完善是LTE-A的關(guān)鍵版本。 LTE-A的目的是滿足未來數(shù)年內(nèi)無線通信市場的需求，滿足和超過IMT-Advanced的需求，同時還保持對LTE 較好的后向兼容性。LTE-A 主要采用了載波聚合、多點(diǎn)協(xié)作傳輸 （CoMP） 、中繼 （Relay） 等關(guān)鍵技術(shù)。這些技術(shù)增強(qiáng)了LTE-A 小區(qū)的系統(tǒng)容量與信息的傳輸速率，同時極大的改善了小區(qū)邊緣用戶的性能。

二、LTE 的關(guān)鍵技術(shù)

1、載波聚合技術(shù)。為了滿足峰值速率的要求，LTE-A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eNB和UE的硬件設(shè)計(jì)帶來很大困難?；谏鲜隹紤]，LTE-A引入載波聚合這一關(guān)鍵技術(shù)。LTE-A引入載波聚合，即兩個或者多個連續(xù)或者非連續(xù)的分量載波的聚合，從而可以獲取高達(dá)100MHz的大帶寬，并提高峰值速率和系統(tǒng)吞吐量。載波聚合簡單來說就是一個eNB可以管理多個分量載波， 比如Release 10 的 UE 在下行支持載波聚合，可以同時利用 5 個分量載波，因此 UE的可用系統(tǒng)帶寬會擴(kuò)大到 100MHz，這將有力的提高 UE 的峰值性能。載波聚合中，下行控制信令PDCCH只在一個載波內(nèi)傳輸，各載波獨(dú)立進(jìn)行編碼，通過載波指示域進(jìn)行跨載波調(diào)度。在LTE-A系統(tǒng)中，每個子載波對應(yīng)一個獨(dú)立的數(shù)據(jù)流，子載波之間數(shù)據(jù)流的聚合方式可以分為MAC層聚合和物理層聚合兩種。

2、中繼技術(shù)。LTE-A的多跳中繼引入了中繼節(jié)點(diǎn)（RN）進(jìn)行eNodeB和終端之間的業(yè)務(wù)和信令的轉(zhuǎn)發(fā)工作，以增強(qiáng)高速數(shù)據(jù)速率的覆蓋、群移動性和小區(qū)邊界覆蓋，如將覆蓋擴(kuò)展到小區(qū)內(nèi)或小區(qū)外的嚴(yán)重衰落區(qū)域。用戶終端可以通過中間接入點(diǎn)-中繼接入網(wǎng)絡(luò)來獲得系統(tǒng)服務(wù)，使小區(qū)覆蓋范圍擴(kuò)大，從而使小區(qū)邊緣用戶的吞吐量得到增強(qiáng)。LTE Release 10也拓展了無線接入技術(shù)中的中繼（relay）功能。通過中繼，UE 可以通過與宿主基站無線連接的 relay 與網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信。宿主小區(qū)除了服務(wù)一到或多個relay節(jié)點(diǎn)外，還直接為自己的UE提供服務(wù)。通過Relay技術(shù)，LTE-A能夠支持臨時性網(wǎng)絡(luò)部署和群移動，同時也能降低網(wǎng)絡(luò)部署成本，提高小區(qū)邊緣吞吐量以及擴(kuò)大覆蓋范圍等。

3、多點(diǎn)協(xié)作技術(shù)。多點(diǎn)協(xié)作傳輸（CoMP）技術(shù)可以改善系統(tǒng)中小區(qū)邊緣用戶的性能。CoMP是一種廣義的分布式天線技術(shù)，與傳統(tǒng)的分布式天線技術(shù)不用的是，為了提高接收信號功率，CoMP 是基站之間協(xié)作。在 3GPP Rel-9，Rel-10版本中，CoMP技術(shù)只是作為一種新的多天線增強(qiáng)技術(shù)， CoMP是一種通過增強(qiáng)信號強(qiáng)度防止基站干擾和邊緣區(qū)突發(fā)呼叫中斷的一種技術(shù)，避免數(shù)據(jù)傳輸速度大幅度下降。以下行CoMP為例，下行CoMP有兩種不同的實(shí)現(xiàn)方法，即協(xié)作調(diào)度/波束賦形 （CS/CBF）和聯(lián)合處理/聯(lián)合傳輸（JP/JT）。前者通過協(xié)作減小小區(qū)間干擾，而后者主要利用聯(lián)合處理的方式獲取傳輸增益。

三、LTE 技術(shù)的發(fā)展前景

LTE相對于3G技術(shù)而言具有高傳輸速率和更低的延遲率，LTE技術(shù)能為用戶帶來更多的業(yè)務(wù)體驗(yàn)，需求決定市場，現(xiàn)在用戶越來越年輕化，網(wǎng)絡(luò)的主體以青少年為主，因此運(yùn)營商可以依托LTE技術(shù)獨(dú)有的優(yōu)勢，滿足用戶新型的需求，比如手機(jī)視頻和云游戲等等應(yīng)用。

LTE 技術(shù)目前已經(jīng)廣泛應(yīng)用于國際間各大通信公司，未來的移動通信市場肯定會有多種多樣的無線技術(shù)的滲入，LTE 技術(shù)必將面臨巨大的競爭壓力，所以 LTE 在今后的發(fā)展中必然要不斷的完善自身的功能，在原有優(yōu)勢的基礎(chǔ)上，積極創(chuàng)新新的功能模式，提高功能性能，在競爭中不斷發(fā)展。

四、結(jié)束語

本文對 LTE關(guān)鍵技術(shù)及其演進(jìn)發(fā)展?fàn)顩r進(jìn)行了綜述，接下來重點(diǎn)介紹LTE載波聚合技術(shù)，中繼技術(shù)， 多點(diǎn)協(xié)作技術(shù)等關(guān)鍵技術(shù)， 并分析了該技術(shù)的影響和應(yīng)用前景， 指出了其實(shí)施所面臨的挑戰(zhàn)。LTE-A標(biāo)準(zhǔn)作為3GPP在更長遠(yuǎn)的IMT-Advanced時代保持相對于其它無線通信標(biāo)準(zhǔn)的競爭優(yōu)勢的關(guān)鍵一步，必定會設(shè)定為高標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)指標(biāo)。相信無線通信技術(shù)的演進(jìn)與革命性技術(shù)的出現(xiàn)將持續(xù)改善網(wǎng)絡(luò)性能并為用戶提供更優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。

參 考 文 獻(xiàn)

[1] D. Astély et al.，“LTE：The Evolution of Mobile Broad-band，”[J].IEEE Commun. Mag.，vol. 47，no. 4，Apr. 2009

[2] 林輝.LTE-A dvanced的標(biāo)準(zhǔn)化情況.電信科學(xué).2009第1期

[3] 趙訓(xùn)威 3GPP 長期演進(jìn)LTE 系統(tǒng)架構(gòu)與技術(shù)規(guī)范，北京，人民郵電出版社.2010