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。

【關鍵詞】 LTE 載波聚合 中繼 多點協作

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進入實質研發階段。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年內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、多點協作傳輸 （CoMP） 、中繼 （Relay） 等關鍵技術。這些技術增強了LTE-A 小區的系統容量與信息的傳輸速率，同時極大的改善了小區邊緣用戶的性能。

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或者非連續的分量載波的聚合，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只在一個載波內傳輸，各載波獨立進行編碼，通過載波指示域進行跨載波調度。在LTE-A系統中，每個子載波對應一個獨立的數據流，子載波之間數據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點（RN）進行eNodeB和終端之間的業務和信令的轉發工作，以增強高速數據速率的覆蓋、群移動性和小區邊界覆蓋，如將覆蓋擴展到小區內或小區外的嚴重衰落區域。用戶終端可以通過中間接入點-中繼接入網絡來獲得系統服務，使小區覆蓋范圍擴大，從而使小區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 與網絡進行通信。宿主小區除了服務一到或多個relay節點外，還直接為自己的UE提供服務。通過Relay技術，LTE-A能夠支持臨時性網絡部署和群移動，同時也能降低網絡部署成本，提高小區邊緣吞吐量以及擴大覆蓋范圍等。

3、多點協作技術。多點協作傳輸（CoMP）技術可以改善系統中小區邊緣用戶的性能。CoMP是一種廣義的分布式天線技術，與傳統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突發呼叫中斷的一種技術，避免數據傳輸速度大幅度下降。以下行CoMP為例，下行CoMP有兩種不同的實現方法，即協作調度/波束賦形 （CS/CBF）和聯合處理/聯合傳輸（JP/JT）。前者通過協作減小小區間干擾，而后者主要利用聯合處理的方式獲取傳輸增益。

三、LTE 技術的發展前景

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務體驗，需求決定市場，現在用戶越來越年輕化，網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 在今后的發展中必然要不斷的完善自身的功能，在原有優勢的基礎上，積極創新新的功能模式，提高功能性能，在競爭中不斷發展。

四、結束語

本文對 LTE關鍵技術及其演進發展狀況進行了綜述，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。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將持續改善網絡性能并為用戶提供更優質的服務。

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 系統架構與技術規范，北京，人民郵電出版社.2010