LTE載波聚合方案的試點效果分析

臧軍，宋春鵬，李鳳花（山東省郵電規(guī)劃設(shè)計院有限公司，濟南 250031）

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LTE載波聚合方案的試點效果分析

臧軍，宋春鵬，李鳳花
（山東省郵電規(guī)劃設(shè)計院有限公司，濟南 250031）

隨著4G網(wǎng)絡(luò)的大規(guī)模部署，4G業(yè)務(wù)需求越發(fā)緊迫，各運營商均加速了4G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)。為提高4G網(wǎng)絡(luò)峰值速率和頻率效率，LTE-A系統(tǒng)中的載波聚合技術(shù)應(yīng)運而生。本文介紹了載波聚合技術(shù)原理及部署策略等內(nèi)容，并結(jié)合試點案例分析了載波聚合技術(shù)的實現(xiàn)方案及效果情況。

載波聚合；LTE-A；邊緣速率；4G+

隨著4G網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模部署，4G網(wǎng)絡(luò)能力在業(yè)務(wù)承載上得到了充分體現(xiàn)，已成為數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的主要承載網(wǎng)絡(luò)；國內(nèi)各運營商紛紛加大了4G網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)力度，做廣、做深、做厚4G網(wǎng)絡(luò)已是目前各運營商的建設(shè)目標。隨著2G/3G用戶向4G網(wǎng)絡(luò)遷移，再加上4G套餐消費門檻逐步減低以及智能終端的普及，4G用戶規(guī)模將不斷擴大，4G用戶的業(yè)務(wù)需求越來越高，用戶體驗至關(guān)重要，尤其是要保證小區(qū)邊緣用戶體驗。國內(nèi)運營商LTE建設(shè)即將快速實現(xiàn)第二次跨越，進入4G+時代，據(jù)悉，2015年中國移動搶先開啟“4G+”時代，實現(xiàn)高清話音和網(wǎng)絡(luò)加速；中國電信在2015年天翼終端交易博覽會上提出“天翼4G+”業(yè)務(wù)品牌；中國聯(lián)通2015年發(fā)力沃“4G”升級“沃4G+”。如何有效的做厚4G網(wǎng)絡(luò)？3GPP標準化組織提出LTE-A系統(tǒng)中的重要技術(shù)可實現(xiàn)4G網(wǎng)絡(luò)提速，即通過CA（Carrier Aggregation，載波聚合）技術(shù)提升峰值速率，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)競爭力跨越；同時，載波聚合技術(shù)可提升邊緣用戶速率，極大改善用戶體驗。

本文簡要介紹了載波聚合技術(shù)的相關(guān)內(nèi)容，并結(jié)合山東聯(lián)通現(xiàn)網(wǎng)發(fā)展情況，提出載波聚合方案實施的具體原則和策略以及應(yīng)用場景。通過對載波聚合的試點方案的分析，驗證了載波聚合方案的有效性，為后期LTE容量擴容建設(shè)提供參考。

1 載波聚合技術(shù)分析

1.1 技術(shù)簡介

為滿足日益增長的移動通信帶寬需求，3GPP標準化組織提出了LTE-Advanced（LTE-A）系統(tǒng)標準，在LTE-A系統(tǒng)標準中，該系統(tǒng)帶寬提高到100 MHz，下行峰值速率將達到1 Gbit/s，上行峰值速率為500 Mbit/s。由于目前的全球頻譜資源已分配完畢，尚未有如此寬的連續(xù)頻段供LTE-A使用。在此情況下，3GPP提出了載波聚合技術(shù)。這種技術(shù)的核心思路是將多個連續(xù)或非連續(xù)的載波聚合成更大的帶寬（最大100 MHz），以提高空口吞吐率及頻譜碎片利用率。

載波聚合功能開啟后，支持載波聚合的用戶終端（UE）可以同時接多個載波，并同時在多個載波上進行上下行數(shù)據(jù)傳輸，使數(shù)據(jù)傳輸速率大幅提升，有效提升整網(wǎng)資源利用率。

3GPP R10標準中定義載波聚合最高可進行5個載波聚合，CA頻譜聚合方案目前主要分兩大類：頻帶內(nèi)聚合和頻帶間聚合，其中頻帶內(nèi)聚合又分為頻帶內(nèi)連續(xù)載波聚合、頻帶內(nèi)非連續(xù)載波聚合。如圖1所示。

圖1　載波聚合分類示意圖

1.2 CA技術(shù)應(yīng)用策略

1.2.1 應(yīng)用場景

CA技術(shù)應(yīng)用場景可以分為同天饋同覆蓋，不同天饋不同覆蓋以及熱點覆蓋3種方式（如圖2所示），在實際應(yīng)用中，可根據(jù)實際場景需求選擇合適的方案部署。

方式1：同天饋同覆蓋是指同一eNode B的多個成分載波采用同一套天饋系統(tǒng)，每個成分載波覆蓋范圍大致相同，高頻段的成分載波損耗大，覆蓋范圍較小。

方式2：不同天饋不同覆蓋是指同一eNode B的多個成分載波采用不同的天饋系統(tǒng)，天線采用不同的波束方向。重疊覆蓋區(qū)域可啟用載波聚合，不同覆蓋區(qū)域可以完善小區(qū)覆蓋質(zhì)量，提高邊緣速率。

方式3：熱點覆蓋是指一個固定的基站提供宏覆蓋，離基站較遠的地方放置熱點，提供另一個載頻，熱點小區(qū)通過光纖跟基站相連，實現(xiàn)宏小區(qū)與熱點小區(qū)的載波聚合。

圖2　載波聚合應(yīng)用方式示意圖

1.2.2 網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀分析

載波聚合技術(shù)雖然是LTE-A的關(guān)鍵技術(shù)，但隨著4G網(wǎng)絡(luò)的快速發(fā)展，爆炸性的用戶需求使得運營商提前應(yīng)用在LTE網(wǎng)絡(luò)中，以提高終端峰值速率，提升4G用戶體驗。

據(jù)全球移動設(shè)備供應(yīng)商協(xié)會（GSA）統(tǒng)計，截至2015年1月，國際上已有49個運營商部署驗證了CA技術(shù)功能，預(yù)計2015年底，規(guī)模部署CA功能的運營商將會達到100個。

國內(nèi)三大運營商早已開始CA技術(shù)的準備工作，由于中國移動在2.6 GHz TDD上很豐富的頻譜資源，2015年初深圳移動已發(fā)布2.6 GHz TDD的載波聚合網(wǎng)絡(luò)，2015年在全國大城市逐步推廣部署，力爭2016年上半年完成全國所有城市核心及熱點區(qū)域的CA應(yīng)用；中國電信當前致力于1.8 GHz+2.1 GHz的載波聚合功能驗證，計劃年內(nèi)進行全國推廣；中國聯(lián)通還是以技術(shù)研究、測試、演示為主，并在重點城市進行了試點驗證CA功能，2016年針對重點場景包括自有營業(yè)廳、一類校園、機場、高鐵站、地鐵等場景著重部署載波聚合，針對性地部署下行三載波聚合方案，以滿足市場宣傳和重點區(qū)域客戶體驗提升的需求。

另外，在終端的支持方面，目前國內(nèi)已有多款終端支持載波聚合的CAT6標準，如三星S5，華為Mate7，榮耀6等。中興、華為、三星等多家手機廠商也正在研發(fā)支持1.8+TDD2.6頻段組合、1.8 GHz+2.1 GHz頻段的商用芯片。

1.2.3 建議部署原則

針對不同的載波聚合方案，結(jié)合山東聯(lián)通現(xiàn)網(wǎng)情況，部署CA建議遵循以下原則。

1.8 GHz+2.6 GHz頻段組合，理論峰值速率可達260 Mbit/s：山東聯(lián)通具備相應(yīng)的頻譜資源；TDD+FDD芯片已在2015年第三季度發(fā)布；然而相應(yīng)的終端尚未商用。因此對于此方案部署建議同廠家部署，大規(guī)模部署前，可先進行TDD格局優(yōu)化。

1.8 GHz+2.1 GHz頻段組合，理論峰值速率可達300 Mbit/s：山東聯(lián)通尚無多余的2.1GHz頻譜資源用于LTE，需重新申請；且WCDMA業(yè)務(wù)仍有增長態(tài)勢；建議根據(jù)業(yè)務(wù)發(fā)展，動態(tài)頻譜共享進行調(diào)整，逐漸釋放UMTS2100頻譜給LTE2100使用。

1.8 GHz帶內(nèi)聚合，理論峰值速率可達225 Mbit/s：此方案的產(chǎn)業(yè)鏈已成熟，但山東聯(lián)通暫時無法清出1 800 MHz頻譜資源，暫不具備大規(guī)模連片部署FDD1.8帶內(nèi)載波聚合的條件，建議可先進行1.8 GHz+ 2.1 GHz試點部署。

綜上所述，山東聯(lián)通當務(wù)之急是加快2G頻譜的釋放，通過技術(shù)和市場策略分析，主動精準的遷移2G中高端用戶，降低2G負荷。按照城區(qū)無線傳播模型，900 MHz覆蓋半徑約為1 800 MHz的2.3倍，目前山東聯(lián)通17地市市區(qū)均是GSM900頻段覆蓋更好，因此，可先逐步退GSM1800頻段，實現(xiàn)LTE載波聚合，同時對2G覆蓋影響最小。根據(jù)各地市的頻率規(guī)劃情況，對于重點場景及業(yè)務(wù)需求可部署FDD 1.8 GHz與2.1 GHz載波聚合。

2 試點方案分析

2.1 方案選取

針對上述不同頻段的載波聚合方案，山東聯(lián)通進行了試點驗證CA方案的可行性。選取不同的站點，驗證了3種CA方案，分別是FDD1.8 GHz帶內(nèi)CA、FDD 1.8 GHz+2.1 GHz帶間CA、以及FDD 1.8 GHz+TDD2.6 GHz跨制式CA。

2.2 試點方案設(shè)置

針對方案1的FDD1.8 GHz帶內(nèi)CA，選取站點A，由于站點A附近無GSM1800的基站，選用頻段為1 840～1 860 MHz + 1 830～1 840 MHz，共計30 MHz。對于1.8 GHz帶內(nèi)CA在eNode B側(cè)不新增任何硬件設(shè)備，軟件升級即可。使用一個RRU建立2個小區(qū)的方式進行頻段內(nèi)的載波聚合。由于使用同一個RRU和相同的天線，因此，此方案的小區(qū)覆蓋是同覆蓋方式的載波聚合。

針對方案2的FDD1.8 GHz+2.1 GHz帶間CA，選取站點B，選用頻段為1 840～1 860 MHz + 2 145 ～2 165 MHz，共計40 MHz。此方案需進行硬件改造，即在原1.8 GHz LTE BBU中新增基帶板部署2.1 GHz載波，并新增FDD2.1 GHz的RRU。如現(xiàn)網(wǎng)天饋無多余端口可新增相應(yīng)天饋系統(tǒng)。

針對方案3的FDD1.8 GHz+TDD2.6 GHz跨制式CA，選擇現(xiàn)網(wǎng)FDD站和TDD站共站址的站點C，將TDD站直接接入到FDD的BBU，增加TDD的基帶板升級為雙模站，天饋采用獨立天饋，選用頻段為1 840 ～1 860 MHz+2 555～2 575 MHz，共計40 MHz。如原站址無TD基站，需新增TDD 2.6 G RRU、TDD 2.6 G基帶板及TDD天線。

上述3種方案都需要對網(wǎng)元進行相應(yīng)的軟件升級，新增CA License和載波擴容 License。

2.3 方案效果分析

通過對CA試點進行測試效果分析，3種CA方案均能達到預(yù)期效果，提高了單用戶峰值速率。測試結(jié)果如表1所示。

表1　CA試點方案測試結(jié)果分析

3 結(jié)束語

各運營商為提升4G網(wǎng)絡(luò)的整體資源利用率和容量，逐步加快了CA技術(shù)的部署。通過試點部署方案，驗證了CA技術(shù)的可行性和有效性，CA技術(shù)可提高單用戶峰值速率，提升用戶體驗。隨著支持CA的終端逐漸進入市場，CA即將進入商用階段。山東聯(lián)通為提升競爭品牌，可在4G競爭區(qū)域和其它重點場景提前部署CA技術(shù)。

［1］ 李川. LTE-Advanced系統(tǒng)中的載波聚合技術(shù)及應(yīng)用現(xiàn)狀［J］. 通信與信息技術(shù)，2015（5）.

［2］ 趙冬，許森， 等. LTE TDD-FDD混合組網(wǎng)中的載波聚合技術(shù)［J］.電信技術(shù)，2015（2）.

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思博倫推出用于評價云基礎(chǔ)設(shè)施的全新應(yīng)用驅(qū)動式軟件即服務(wù)平臺

5月31日，思博倫通信發(fā)布了一種全新的平臺，它將使企業(yè)能夠在任意地點，使用任意設(shè)備來管理其所有的測試需求。思博倫Temeva是一種適用于網(wǎng)絡(luò)和云測試的軟件即服務(wù)（SaaS）解決方案，初期將提供3種基于Web的應(yīng)用，涵蓋從網(wǎng)絡(luò)流量測試和網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化（NFV）基礎(chǔ)設(shè)施基準測試，到云性能和容量規(guī)劃的所有內(nèi)容。

Temeva能夠解決目前企業(yè)在選擇測試工具時面對的多種挑戰(zhàn)，可幫助它們有效地驗證下一代網(wǎng)絡(luò)和虛擬化基礎(chǔ)設(shè)施。而企業(yè)用戶面臨的現(xiàn)狀是，他們必須管理多家廠商的軟件和授權(quán)方案，因此其應(yīng)用組合的訪問、共享和維護過程會變得非常繁瑣。而且由此產(chǎn)生的測試結(jié)果都是相互脫節(jié)的，很難從中發(fā)現(xiàn)趨勢和關(guān)聯(lián)。

全新的Temeva解決方案可以為企業(yè)提供一種基于瀏覽器的平臺，可有效地化解這些挑戰(zhàn)。它可以在加密庫中自動存儲所有的測試配置、數(shù)據(jù)和報告。通過一個基于Web的門戶，用戶可以使用任意設(shè)備，從任意地點輕松訪問該庫，并可利用該門戶將測試指標轉(zhuǎn)換為分析結(jié)果和評分。Temeva擁有直觀的主控面板設(shè)計，能夠?qū)⑺幸奄徺I的應(yīng)用和授權(quán)列入庫存之中，使管理員可以輕松管理使用情況，并對未來的應(yīng)用采購做出明智的決策。所有的測試報告均包含通過或未通過的評分機制，能夠在幾分鐘內(nèi)給出存在網(wǎng)絡(luò)問題的答案，協(xié)助您找出網(wǎng)絡(luò)問題的根源，并對您的服務(wù)水平協(xié)議（SLA）加以驗證。 （彭芳）

Analysis on the test effect of LTE carrier aggregation scheme

ZANG Jun， SONG Chun-peng， LI Feng-hua
（Shandong P&T Planning and Designing Institute Co.， Ltd.， Ji'nan 250031， China）

With the large-scale deployment of 4G networks， 4G businesses needs more and more urgent， all operators are accelerating the construction of 4G network. In order to improve the 4G network peak rate and frequency effi ciency， carrier LTE-A system in polymerization technology. This paper introduces the principle and content of carrier aggregation technology and the deployment strategy， combined with the test case analysis scheme and the effect of the carrier aggregation technology.

carrier aggregation； LTE-A； edge rate； 4G+

TN929.5

A

1008-5599（2016）06-0065-04

2016-03-01