對(duì)于LTE-Advanced，3GPP第10版引入幾項(xiàng)新的功能，加強(qiáng)現(xiàn)行的LTE標(biāo)準(zhǔn)，這些功能的目標(biāo)是將下行峰值速率提高至1 Gbps以上，并縮短延遲時(shí)間及改善頻譜效率。目標(biāo)是達(dá)到最高可能的小區(qū)邊緣用戶速率。
如果要達(dá)到高傳輸速率的目標(biāo)，LTE-Advanced 將需要一個(gè)比LTE目前指定的20 MHz更寬的通道頻寬。多數(shù)業(yè)者可使用的有限頻譜帶只有單一載波，不可能達(dá)成此目標(biāo)。因此，載波聚合 (即結(jié)合頻譜散射出的多載波能力) 將會(huì)是取得所需更寬有效頻寬的關(guān)鍵方式，通常高達(dá)100 MHz。這表示必須一并增加由連續(xù)或非連續(xù)頻譜組成的多載波，以促使這些通道頻寬更寬，傳輸速率更快。
在網(wǎng)絡(luò)中執(zhí)行載波聚合，意謂業(yè)者及基礎(chǔ)設(shè)施供貨商在真正的行動(dòng)終端設(shè)備可使用之前，將需要一個(gè)配備載波聚合技術(shù)的測(cè)試手機(jī)。
LTE-Advanced的演變
LTE-Advanced之3GPP計(jì)劃的目標(biāo)，是在國(guó)際電信聯(lián)盟旗下的無(wú)線電通訊部門（ITU-R）規(guī)定的時(shí)限內(nèi)達(dá)到或超出IMT-Advanced的要求。
IMT-Advanced的關(guān)鍵目標(biāo)是：100 MHz頻寬、下行1 Gbps的傳輸速率及上行500 Mbps的傳輸速率、下行及上行分別為8x8 MIMO 及4x4 MIMO。C-plane延遲最大值為50 ms，而U-plane是低于或等于5 ms。表1比較LTE 第8版及LTE-Advanced規(guī)格的目標(biāo)。
表1： 3GPP LTE-Advanced規(guī)格與LTE 第8版以及IMT-Advanced目標(biāo)之比較
演進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)提供的平均頻譜效率及小區(qū)邊緣用戶速率，將比LTE 第8版更高，且因新分配的頻寬，頻譜的使用彈性更大。自組織的網(wǎng)絡(luò)及部署將是LTE-A重要的一部分，因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜性將會(huì)使得手動(dòng)最佳化變得不可行。LTE 第8版將可以低成本平滑過(guò)渡到至LTE-A。
此外，LTE-A將必須與LTE共存，且基礎(chǔ)設(shè)施會(huì)逐步發(fā)展，終端設(shè)備逐步升級(jí)。功能性也將必須具有擴(kuò)展性。
頻寬
由于頻譜已經(jīng)很擁擠，因此主管機(jī)關(guān)很難分配具有100 MHz 頻寬的連續(xù)頻譜。同樣地，已分配給LTE的多數(shù)頻寬（參見表2(a)及(b)）本身并沒(méi)有寬到足以提供LTE-A所指定的100 MHz頻寬。延遲系統(tǒng)也有問(wèn)題，系統(tǒng)內(nèi)的頻寬被早于LTE 第8版的標(biāo)準(zhǔn)占用。因此必須以指定的其中一種方式結(jié)合可用的頻譜頻寬，此即統(tǒng)稱為載波聚合的技術(shù)。
表2(a) LTE FDD的頻帶代號(hào)
表2(b) LTE TDD的頻帶代號(hào)
載波聚合是彈性分配頻譜的方式，用以達(dá)到更寬的頻寬傳輸。高達(dá)100 MHz的完整系統(tǒng)頻寬可包含兩個(gè)至五個(gè)稱為成員載波（CC）的基本頻率區(qū)塊。至少部份的成員載波與LTE 第8版后向兼容，而且聚合的頻寬可能是由相同頻帶的成員載波（頻帶內(nèi)載波聚合）或不同頻帶的成員載波（頻帶間載波聚合）組成。LTE-A支持頻帶內(nèi)載波聚合的連續(xù)及非連續(xù)頻譜。圖1列出幾個(gè)范例。
圖1：載波聚合的范例
圖1的第一個(gè)圖顯示連續(xù)頻帶內(nèi)載波聚合的例子，其中100 MHz 頻寬是聚合五個(gè)成員載波所取得。我們可以從鄰近的頻帶清楚看到頻寬呈碎形(非整塊頻段)。第二個(gè)圖顯示非連續(xù)頻帶內(nèi)載波聚合的例子。我們可在成員載波間清楚看到碎形的頻寬。最后一個(gè)圖顯示頻帶間載波聚合：頻帶間載波聚合很明顯是非連續(xù)的，因?yàn)樵诔蓡T載波間有碎形的頻寬。
分頻雙工（FDD）可支持上行及下行的非對(duì)稱頻寬。對(duì)稱操作的定義是下行及上行有相等數(shù)量的成員載波，而非對(duì)稱操作使用的下行成員載波比上行成員載波數(shù)量更多。在分時(shí)雙工（TDD），上行及下行永遠(yuǎn)對(duì)稱，因?yàn)樗麄児蚕硐嗤妮d波。要進(jìn)一步考慮的是如圖2所示的頻帶內(nèi)對(duì)稱，其與聚合的載波是否在聚合頻寬形成鏡像相關(guān)。
圖2：頻帶內(nèi)對(duì)稱
如為L(zhǎng)TE-A（3GPP Release 10版），除非有例外，否則會(huì)假設(shè)頻帶內(nèi)的載波聚合是對(duì)稱的。對(duì)稱的優(yōu)點(diǎn)是，對(duì)于零中頻接收器，它可以避免數(shù)據(jù)資源單位（RE）在DC點(diǎn)重迭。
3GPP 已為L(zhǎng)TE-A的初步研究指定一系列的載波聚合情況，且結(jié)構(gòu)使用高達(dá)3個(gè)收發(fā)器鏈，其可在300 MHz – 6 GHz 的范圍操作。這引起eNodeBs 及使用者設(shè)備（UE）兩者的一些龐大的設(shè)計(jì)問(wèn)題。所有五個(gè)成員載波在未來(lái)將被許可成為非連續(xù)載波，如圖3所示，其可進(jìn)一步增加收發(fā)器鏈的數(shù)量。
圖3：五個(gè)非連續(xù)成員載波
應(yīng)用
一對(duì)成員載波稱為主要基地臺(tái)。其中一個(gè)主要基地臺(tái)稱為主要小區(qū)，其余稱為次要小區(qū)。主要小區(qū)最為重要，并且管理CA組態(tài)。次要小區(qū)不允許RACH接入。小區(qū)組成時(shí)會(huì)提供“服務(wù)小區(qū)指數(shù)”，該指數(shù)表示其相對(duì)的重要性，服務(wù)小區(qū)指數(shù)愈小，基地臺(tái)愈重要。主要小區(qū)的服務(wù)小區(qū)指數(shù)永遠(yuǎn)等于零。
載波聚合的多功能性使網(wǎng)絡(luò)部署更容易，因?yàn)榈诙䝼�(gè)成員載波可用于將傳輸率提高，用以排除小區(qū)邊緣微弱的覆蓋率，或做為熱點(diǎn)，當(dāng)峰值速率相當(dāng)重要的時(shí)候。圖4顯示這些應(yīng)用方式當(dāng)中的每一個(gè)范例，是3GPP在可行性研究時(shí)會(huì)定義的。其它兩個(gè)應(yīng)用方式情況（未顯示）對(duì)非共站基地臺(tái)使用無(wú)線寬帶頭端設(shè)備（RRH），第11版將會(huì)支持此情況。
圖4顯示三個(gè) LTE-Advanced 載波聚合的應(yīng)用情況，其中頻率 f1 以灰色表示，f2 以藍(lán)色表示：(a) f1 可用來(lái)提高覆蓋率，f2 可用來(lái)推升傳輸速率 (f2 > f1)；(b) 兩個(gè)頻率皆可用來(lái)增加蜂巢式單元傳輸量；(c) f1 提供大范圍覆蓋率，而f2 可用來(lái)推升熱點(diǎn)區(qū)的傳輸量。
示范
Aeroflex TM500 測(cè)試手機(jī)（Test Mobile）是2011年世界移動(dòng)通訊展的LTE載波聚合初期展示的重要構(gòu)成，其成功結(jié)合800 MHz 及2.6 GHz頻譜。這使得主要的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施供貨商可結(jié)合這兩個(gè)頻段的容量，同時(shí)充分利用較低頻段的卓越傳輸量的優(yōu)點(diǎn)提供巨大的LTE數(shù)據(jù)傳輸管道。
TM500已對(duì)3G提供一種載波聚合，并利用雙載波HSDPA（DC-HSDPA）的可用性。TM500 LTE測(cè)試手機(jī)的生產(chǎn)機(jī)型目前可使用此功能，即測(cè)試LTE基地臺(tái)或eNodeBs的實(shí)際產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。
結(jié)論
連續(xù)及非連續(xù)頻段的載波聚合已被視為L(zhǎng)TE-Advanced發(fā)展最重要的一部份，并且也被視為對(duì)終端及eNodeBs的設(shè)計(jì)提出重大的挑戰(zhàn)。在使用真正的終端設(shè)備及手持電話之前，基站供應(yīng)商需要一臺(tái)可靠的測(cè)試手機(jī)測(cè)試其網(wǎng)絡(luò)，而且在此早期階段提供他們載波聚合能力，證明對(duì)于將被用于推出LTE-Advanced 的eNodeBs的發(fā)展是重要的。 
