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LTEAdvanced研发和产业化进展

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来源: 作者: 2018-10-26 13:23:13

LTE Advanced研发和产业化进展

导读:

LTE-Advanced(简称LTE-A)是LTE技术的进一步演进版本,可以实现更高的峰值速率和系统容量。需要说明的,LTE-A不是一项独立的技术……

LTE-Advanced(简称LTE-A)是LTE技术的进一步演进版本,可以实现更高的峰值速率和系统容量。需要说明的,LTE-A不是一项独立的技术,而是由3GPPR10-R12版本标准中定义的载波聚合(CarrierAggregation,CA)、高阶MIMO(下行TM9、上行TM2)、增强小区间干扰协调(eICIC)、协同多点(CoMP)、中继(Relay)、小小区增强(SmallCell)等一系列增强特性构成的技术集。因此,产业界可以选择性的逐步实现各个LTE-A技术选项,而不需要一步到位的实现全部。  产业界在选择实现LTE-A技术的先后优先级时,主要考虑两方面因素:运营商的需求和实现复杂度。从这两个因素出发,全球产业界确定,首先规模部署的LTE-A技术将是载波聚合,其余的高阶MIMO、eICIC、SmallCell、CoMP、Relay等技术将可能在未来几年内逐步完成产业化和规模部署。  一、载波聚合的研发和产业化进展  载波聚合技术是为了提高LTE系统的峰值速率,而将多个载波聚合在一起使用的技术,其技术复杂度取决于聚合的成员载波(componentcarrier)的数量和这些载波的分布情况。如果成员载波连续分布,称为连续载波CA,射频的实现复杂度相对较低;如果成员载波不连续分布,称为非连续载波CA,射频实现复杂度相对较高;如果成员载波均分布在一个频带内,称为频带内CA(intra-bandCA),射频的实现复杂度相对较低;如果成员载波分布在不同频带内,称为跨频带CA(inter-bandCA),射频实现复杂度相对较高。  载波聚合之所以成为发展最快的LTE-A技术,首先是源于运营商的需求。由于移动互联业务的爆炸性增长,国际运营商作为移动互联的接入管道,一方面扩充管道的容量,一方面需要向用户宣称自己具有峰值速率优势。因此,国际上已部署LTE的国家,运营商均不由自主地卷入峰值速率竞争,在LTE-A发展最快的韩国,3家运营商已经于2013年已经开始了载波聚合的商用部署,以强化其技术领跑优势。国际上另有3家运营商正在部署载波聚合络,21家已有计划或正在试验。2013年8月,日本软银在3.5GHz进行了采用5个20MHz的CA和4?4MIMO的TD-LTE系统演示,峰值速率达到700Mbps以上。在2014年2月巴塞罗那的无线世界大会(MWC2014)上,诺基亚(NSN)演示了采用6个20MHz载波聚合和8?8MIMO的LTEFDD系统演示,峰值速率达到2.6Gbps。  但这些只是基于概念样机的演示,并不能代表真实产品的研发进度。目前大部分主流系统设备商已实现了R10版本定义的2载波下行频带内CA,从而可以将下行峰值速率提高一倍。比较领先的厂商已经开始支持更多数量载波以及跨频带的CA,在MWC2014上,华为演示了采用3个载波、共50MHz跨频带CA和4?4MIMO的LTEFDD系统,峰值速率达到460Mbps。其余主要系统厂家预计将于2014年内支持3个载波的下行跨频带CA。  当然,载波聚合和其他的无线通信技术一样,需要从络到终端端到端完成研发才能实现真正的产业化。而由于一项新兴技术的研发瓶颈往往是在终端侧,而非络侧,CA技术的实际商用时间也将取决于终端侧的研发进展。在3GPP标准中,支持2载波CA和300Mbps峰值速率的终端被定义为等级6(Cat6)终端。因此载波聚合技术是否能得到广泛应用,还要看国际终端/芯片产业对Cat6终端的支持程度。截至2014年1月,在全部发布的1371款LTE终端中,只有2款宣称为Cat6终端。可喜的是,在MWC2014大会上,高通公司已经演示了其基于20nm先进半导体工艺的Cat6终端芯片平台,预计2014年三季度可能实现商用。而针对超过2个载波的和跨频带的CA,终端芯片厂商尚无清晰可靠的路标。由于上行CA在3GPPR12版本中才被标准化,近期也还无法明确判断其研发和产业化时间表。  综上所述,基本配置的CA技术渴望在2014年完成产业化并实现初步规模部署。最后需要说明的是,CA技术的应用也不一定只集中在2.6GHz等传统的LTE核心频段,近来国际上对3.5GHz频谱的分配加速,由于该频段带宽资源相对更为充裕,为更多运营商部署CA提供了条件,也可能成为下一阶段CA应用需求比较集中的频段。但近几年3.5GHz频段并非制造厂商的研发重点,尤其不被终端芯片厂商所重视,因此这一频段的CA产业化进度迟滞更为严重,与运营商需求之间的差距更为突出。  二、其他LTE-A技术的研发和产业化进展  在其他LTE-A技术特性中,研发进展最快的是下行高阶MIMO,即传输模式9(TM9)。但由于相当长时间内,终端天线数量仍将限制在2根天线,即使完成了流的基站研发也无法实现端到端的产业化,因此目前主流系统厂商仍只支持双流TM9发送(包括单终端双流单用户MIMO(SU-MIMO)和双终端单流多用户MIMO(MU-MIMO)),TM9的高阶MIMO优势并没有得到充分发挥。因此虽然主流芯片厂商预计2014年上半年即可支持TM9(终端芯片理论上将可支持流TM9信号的接收,但数据卡和设计短期内很难支持2流以上的MIMO信号接收),运营商对这项技术的部署需求尚不明确。而且考虑到国际上除了少数TD-LTE运营商拥有较多天线数量的基站天面条件(如日本软银、中国移动),大部分LTEFDD将基站天线数量增加到4根以上还存在诸多困难,可能带来建成本的大幅增加。因此虽然基本TM9技术的研发进度并不落后于载波聚合,但此项技术很难在2014年得到规模部署,也很难真正完成产业化。

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