⑴ LTE-A是什麼
LTE-A是LTE-Advanced的簡稱,是LTE技術的後續演進。LTE俗稱3.9G，這說明LTE的技術指標已經與4G非常接近了。LTE與4G相比較，除最大帶寬、上行峰值速率兩個指標略低於4G要求外，其他技術指標都已經達到了4G標準的要求。而將LTE正式帶入4G的LTE-A的技術整體設計則遠超過了4G的最小需求。在2008年6月，3GPP完成了LTE-A的技術需求報告，提出了LTE-A的最小需求：下行峰值速率1Gbps，上行峰值速率500Mbps，上下行峰值頻譜利用率分別達到15Mbps/Hz和30Mbps/Hz。這些參數已經遠高於ITU的最小技術需求指標，具有明顯的優勢。LTE-A主要技術特徵 為了滿足IMT-Advanced(4G)的各種需求指標，3GPP針對LTE-Advanced(LTE-A)提出了幾個關鍵技術，包括載波聚合、協作多點發送和接收、接力傳輸、多天線增強等。LTE-A系統的關鍵技術包括：載波聚合 LTE-A支持連續載波聚合以及頻帶內和頻帶間的非連續載波聚合，最大能聚合帶寬可達100MHz。為了在LTE-A商用初期能有效利用載波，即保證LTE終端能夠接入LTE-A系統，每個載波應能夠配置成與LTE後向兼容的載波，然而也不排除設計僅被LTE-A系統使用的載波。 目前3GPP根據運營商的需求識別出了12種載波聚合的應用場景，其中4種作為近期重點分別涉及到FDD和TDD的連續和非連續載波聚合場景。在LTE-A的研究階段，載波聚合的相關研究重點包括連續載波聚合的頻譜利用率提升，上下行非對稱的載波聚合場景的控制信道的設計等。多點協作 多點協作分為多點協調調度和多點聯合處理兩大類，分別適用於不同的應用場景，互相之間不能完全取代。多點協調調度的研究主要是集中在和多天線波束賦形相結合的解決方案上。 在3GPP最近針對ITU的初步評估中，多點協作技術是唯一能在基站四天線配置條件下滿足所有場景的需求指標的技術，並同時明顯改進上行和下行的系統性能，因此多點協調的標准化進度成為3GPP提交的4G候選方案和面向ITU評估的重中之重。接力傳輸 未來移動通信系統在傳統的蜂窩網的基礎上需要對城市熱點地區容量優化，並且在需要擴展盲區、地鐵及農村的覆蓋。 目前在3GPP的標准化工作集中在低功率可以部署在電線桿或者外牆上的帶內回程的接力傳輸上，其體積小重量輕，易於選址。一般來說，帶內回程的接力傳輸相比傳統的微波回程的接力傳輸性能要低，但帶內回程不需要LTE頻譜之外的回程頻段而進一步節省費用，因此二者各自有其市場需求和應用場景。多天線增強 鑒於日益珍貴的頻率資源，多天線技術由於通過擴展空間的傳輸維度而成倍地提高信道容量而被多種標准廣泛採納。 受限於發射天線高度對信道的影響，LTE-A系統上行和下行多天線增強的重點有所區別。在LTE系統的多種下行多天線模式基礎上，LTE-A要求支持的下行最高多天線配置規格為8x8，同時多用戶空分復用的增強被認為是標准化的重點。LTE-A相對於LTE系統的上行增強主要集中在如何利用終端的多個功率放大器，利用上行發射分集來增強覆蓋，上行空間復用來提高上行峰值速率等。OFDM OFDM由多載波調制(MCM)發展而來，OFDM技術是多載波傳輸方案的實現方式之一，它的調制和解調是分別基於快速傅立葉反變換(IFFT)和快速傅立葉變換(FFT)來實現的，是實現復雜度最低、應用最廣的一種多載波傳輸方案。在傳統的頻分復用系統中，各載波上的信號頻譜是沒有重疊的，以便接收端利用傳統的濾波器分離和提取不同載波上的信號。OFDM系統是將數據符號調制在傳輸速率相對較低的、相互之間具有正交性的多個並行子載波上進行傳輸。它允許子載波頻譜部分重疊，接收端利用各子載波間的正交性恢復發送的數據。因此，OFDM系統具有更高的頻譜利用率。同時，在OFDM符號之間插入循環前綴，可以消除由於多徑效應而引起的符號間干擾，能避免在多徑信道環境下因保護間隔的插入而影響子載波之間的正交性。這使得OFDM系統非常適用於多徑無線信道環境。 OFDM的優點在於抗多徑衰落的能力強，頻譜效率高，OFDM將信道劃分為若乾子信道，而每個子信道內部都可以認為是平坦衰落的，可採用基於IFFT/FFT的OFDM快速實現方法，在頻率選擇性信道中，OFDM接收機的復雜度比帶均衡器的單載波系統簡單。與其它寬頻接入技術不同，OFDM可運行在不連續的頻帶上，這將有利於多用戶的分配和分集效果的應用等。但OFDM技術對頻偏和相位雜訊比較敏感，而且峰值平均功率比(PAPR)大。無線中繼 LTE系統容量要求很高，這樣的容量需要較高的頻段。為了滿足下一代移動通信系統的高速率傳輸的要求，LTE-A技術引入了無線中繼技術。用戶終端可以通過中間接入點中繼接入網路來獲得帶寬服務。減小無線鏈路的空間損耗，增大信噪比，進而提高邊緣用戶信道容量。無線中繼技術包括Repeaters和Relay。 Repeaters是在接到母基站的射頻信號後，在射頻上直接轉發，在終端和基站都是不可見，而且並不關心目的終端是否在其覆蓋范圍，因此它的作用只是放大器而已。它的作用僅限於增加覆蓋，並不能提高容量。 Relay技術是在原有站點的基礎上，通過增加一些新的Relay站(或稱中繼節點、中繼站)，加大站點和天線的分布密度。這些新增Relay節點和原有基站(母基站)都通過無線連接，和傳輸網路之間沒有有線的連接，下行數據先到達母基站，然後再傳給Relay節點，Relay節點再傳輸至終端用戶，上行則反之。這種方法拉近了天線和終端用戶的距離，可以改善終端的鏈路質量，從而提高系統的頻譜效率和用戶數據率。自組織網路 為了通過有效的運維成本(OPEX)和LTE網路參數和結構復雜化的壓力，3GPP借用自組織網路的概念，在R8提出一種新運維策略。該策略將eNodeB作為自組織網路節點，在其中添加自組織功能模塊，完成蜂窩無線網路自配置(Self-configuration)、自優化(Self-optimization)和自操作(Self-operation)。作為LTE的特性，SON已經在R8引入需求，R9完成自愈性、自優化能力的討論。 LTE自組織網路與傳統IP互聯網自組織不同在於，LTE要求自組織節點可以互聯之外，可以對網路進行自優化和自操作。