淺析LTE/LTE-A技術

劉洋宏

【摘要】 本文對 LTE-A 關鍵技術及其演進發(fā)展狀況進行了綜述，接下來重點介紹了LTE-A載波聚合技術，中繼技術， 多點協(xié)作技術等關鍵技術， 并分析了該技術的影響和應用前景， 指出了其實施所面臨的挑戰(zhàn)。

【關鍵詞】 LTE 載波聚合 中繼 多點協(xié)作

一、LTE標準演進過程

LTE是面向未來的移動通信技術標準，早在2004年底，3GPP就啟動了LTE技術的標準化工作，并在2009年3月發(fā)布了R8版本的FDD -LTE和TDD-LTE標準，這標志著LTE標準草案研究完成，LTE進入實質(zhì)研發(fā)階段。R9版本中進一步提出了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的主要技術之一，它是在R8版本基礎上的演進和增強。R10版本對其加以完善是LTE-A的關鍵版本。 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、多點協(xié)作傳輸 （CoMP） 、中繼 （Relay） 等關鍵技術。這些技術增強了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 的關鍵技術

1、載波聚合技術。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的硬件設計帶來很大困難。基于上述考慮，LTE-A引入載波聚合這一關鍵技術。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，各載波獨立進行編碼，通過載波指示域進行跨載波調(diào)度。在LTE-A系統(tǒng)中，每個子載波對應一個獨立的數(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。LTE-A的多跳中繼引入了中繼節(jié)點（RN）進行eNodeB和終端之間的業(yè)務和信令的轉(zhuǎn)發(fā)工作，以增強高速數(shù)據(jù)速率的覆蓋、群移動性和小區(qū)邊界覆蓋，如將覆蓋擴展到小區(qū)內(nèi)或小區(qū)外的嚴重衰落區(qū)域。用戶終端可以通過中間接入點-中繼接入網(wǎng)絡來獲得系統(tǒng)服務，使小區(qū)覆蓋范圍擴大，從而使小區(qū)邊緣用戶的吞吐量得到增強。LTE Release 10也拓展了無線接入技術中的中繼（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)絡進行通信。宿主小區(qū)除了服務一到或多個relay節(jié)點外，還直接為自己的UE提供服務。通過Relay技術，LTE-A能夠支持臨時性網(wǎng)絡部署和群移動，同時也能降低網(wǎng)絡部署成本，提高小區(qū)邊緣吞吐量以及擴大覆蓋范圍等。

3、多點協(xié)作技術。多點協(xié)作傳輸（CoMP）技術可以改善系統(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，與傳統(tǒng)的分布式天線技術不用的是，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技術只是作為一種新的多天線增強技術， CoMP是一種通過增強信號強度防止基站干擾和邊緣區(qū)突發(fā)呼叫中斷的一種技術，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 技術的發(fā)展前景

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

LTE 技術目前已經(jīng)廣泛應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的滲入，LTE 技術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關鍵技術及其演進發(fā)展狀況進行了綜述，接下來重點介紹LTE載波聚合技術，中繼技術， 多點協(xié)作技術等關鍵技術， 并分析了該技術的影響和應用前景， 指出了其實施所面臨的挑戰(zhàn)。LTE-A標準作為3GPP在更長遠的IMT-Advanced時代保持相對于其它無線通信標準的競爭優(yōu)勢的關鍵一步，必定會設定為高標準的技術指標。相信無線通信技術的演進與革命性技術的出現(xiàn)將持續(xù)改善網(wǎng)絡性能并為用戶提供更優(yōu)質(zhì)的服務。

參 考 文 獻

[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的標準化情況.電信科學.2009第1期

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