LTE-A關鍵技術及前景分析

　　作為LTE的平滑演進，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;支持多種應用場景，提供從宏蜂窩到室內場景的無縫覆蓋。

　　LTE-A關鍵技術

　　為了滿足上述要求，LTE-A引入載波聚合(Carrier AggregaTIon，CA)、多天線增強(Enhanced MIMO)、中繼技術(Relay)和多點協作傳輸(Coordinated Multi-point Tx/Rx， CoMP)等關鍵技術。

　　● 載波聚合

　　為了滿足峰值速率要求，LTE-A當前支持最大100MHz帶寬，然而在現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計帶來很大困難。此外，對于分散在多個頻段上的頻譜資源，亟需一種技術把他們充分利用起來?；谏鲜隹紤]，LTE-A引入載波聚合這一關鍵技術。

　　通過對多個連續(xù)或者非連續(xù)的分量載波的聚合可以獲取更大的帶寬，從而提高峰值數據速率和系統(tǒng)吞吐量，同時也解決了運營商頻譜不連續(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)定進行聚合的每個分量載波采用LTE現有帶寬，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。在實際的載波聚合場景中，根據不同的傳輸需求和能力，UE可以同時調度一個或者多個分量載波。

　　空間維度進一步擴展，并且對下行多用戶MIMO進一步增強，如圖2所示。

　　圖2 多天線增強示意圖

　　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量，提高覆蓋。

　　LTE-A下行傳輸由LTE Rel-8的4天線擴展到8天線，最大支持8層和兩個碼字流的傳輸，從而進一步提高了下行傳輸的吞吐量和頻譜效率。此外，LTE-A下行支持單用戶 MIMO和多用戶MIMO的動態(tài)切換，并通過增強型信道狀態(tài)信息反饋和新的碼本設計進一步增強了下行多用戶MIMO的性能。

　　● 中繼技術

　　中繼傳輸技術是在原有站點的基礎上，引入Relay 節(jié)點(或稱中繼站)，Relay節(jié)點和基站通過無線連接，下行數據先由基站發(fā)送到中繼節(jié)點，再由中繼節(jié)點傳輸至終端用戶，上行則反之，如圖3所示。通過 Relay技術能夠增強覆蓋，支持臨時性網絡部署和群移動，同時也能降低網絡部署成本。

　　根據功能和特點的不同，Relay可分為兩類：Type1和Type2 Relay。Type1 Relay具有獨立的小區(qū)標識，具有資源調度和混合自動重傳請求功能，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的功能。Type2 Relay 不具有獨立的小區(qū)標識，對Rel-8終端透明，只能發(fā)送業(yè)務信息而不能發(fā)送控制。當前，Rel-10版本主要考慮Type1 Relay。

　　圖3 Relay原理示意圖

　　● 多點協作傳輸技術

　　多點協作傳輸技術利用多個小區(qū)間的協作傳輸，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接收通過多個小區(qū)對用戶數據的聯合接收來提高小區(qū)邊緣用戶吞吐量，其對RAN1 協議影響比較小。下行CoMP發(fā)射根據業(yè)務數據能否在多個協調點上獲取可分為聯合處理(Joint Processing，JP)和協作調度/波束賦形(Coordinated Scheduling/Beamforming，CS/CB)。前者主要利用聯合處理的方式獲取傳輸增益，而后者通過協作減小小區(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)信息進行預處理，反饋諸如信道系數和信道秩等信息;隱式反饋是指終端在一定假設的前提下對信道狀態(tài)信息進行一定的預處理后反饋給基站，如編碼矩陣指示信息和信道質量指示信息等;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應用前景

　　載波聚合通過已有帶寬的匯聚擴展了傳輸帶寬;MIMO增強通過空域上的進一步擴展提高小區(qū)吞吐量;Relay通過無線的接力，提高覆蓋;CoMP通過小區(qū)間協作，提高小區(qū)邊緣吞吐量。通過上述關鍵技術的引入，LTE-A能夠充分滿足或者超越IMT-A的需求，成為未來通信的領跑者。

　　當前中興通訊與大量世界頂級運營商展開LTE測試和商用合作，各地外場測試在緊鑼密鼓地進行中。對于LTE-A，中興通訊給予了極大關注，從其需求提出階段便積極參與其標準化工作，向3GPP提交大量有價值的提案，并被標準所采納。針對上述關鍵技術，中興通訊進行了持續(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技術領域進展突出，相應的樣機正在緊密研發(fā)，進展順利。

　　在通向未來的無線寬帶通信領域，中興通訊已經走在行業(yè)的前列。預計2012年，基于上述LTE-A關鍵技術的中興通訊基站將逐步部署在世界各地，引領人們進入一個更加豐富多彩的無線寬帶新世界。