LTE不是真4G。事實(shí)上，LTE常被業(yè)內(nèi)稱為3.9G，因?yàn)長(zhǎng)TE目前普遍能提供的下行速率為100-150Mpbs，這與國(guó)際電信聯(lián)盟(ITU)所描述的下一代無(wú)線通信標(biāo)準(zhǔn)IMT-Advanced要求的1Gbps的速率仍有差距，只有其升級(jí)版的LTE Advanced(LTE-A)才滿足ITU對(duì)4G的要求。
用戶新興應(yīng)用需求促使網(wǎng)絡(luò)進(jìn)一步演進(jìn)，視頻流媒體應(yīng)用曾經(jīng)被預(yù)言為3G時(shí)代的殺手級(jí)應(yīng)用，最終沒(méi)有規(guī)模發(fā)展的原因在于3G的性能不堪此任。LTE發(fā)展初期視頻應(yīng)用仍以短視頻為主，一方面是由于資費(fèi)原因，另一方面也是由于LTE網(wǎng)絡(luò)當(dāng)前的性能還不足以承載大規(guī)模的大視頻業(yè)務(wù)，LTE-A的到來(lái)將改變這一局面。
如今，越來(lái)越多的運(yùn)營(yíng)商開(kāi)始發(fā)展LTE-A，以此增強(qiáng)4G網(wǎng)絡(luò)性能，增加對(duì)用戶的吸引力。毋庸置疑，越早利用LTE-A先進(jìn)技術(shù)就會(huì)越早形成差異化競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。然而各運(yùn)營(yíng)商必須針對(duì)自身網(wǎng)絡(luò)對(duì)新技術(shù)進(jìn)行驗(yàn)證，同時(shí)網(wǎng)絡(luò)與終端發(fā)展步調(diào)要進(jìn)一步趨同，而頻率資源短缺等現(xiàn)實(shí)問(wèn)題也必須得到解決，萬(wàn)事俱備，LTE-A才會(huì)得以快速發(fā)展，驅(qū)動(dòng)移動(dòng)通信進(jìn)入真4G時(shí)代。
載波聚合走紅
LTE-A是LTE的繼續(xù)演進(jìn)，其對(duì)LTE有較好的后向兼容性。LTE-A標(biāo)準(zhǔn)采用了載波聚合(CA)、上/下行多天線增強(qiáng)、多點(diǎn)協(xié)作傳輸、中繼、異構(gòu)網(wǎng)干擾協(xié)調(diào)增強(qiáng)等關(guān)鍵技術(shù)，能大幅度提高無(wú)線通信系統(tǒng)的峰值數(shù)據(jù)速率、峰值頻譜效率、小區(qū)平均頻譜效率以及小區(qū)邊界用戶性能，同時(shí)也能提高整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的組網(wǎng)效率。
LTE載波聚合無(wú)疑是近兩年來(lái)移動(dòng)通信領(lǐng)域的熱點(diǎn)技術(shù)，這項(xiàng)技術(shù)是直接提升LTE網(wǎng)絡(luò)帶寬性能的關(guān)鍵。CA可以將相鄰或不相鄰的數(shù)個(gè)較小的頻帶整合為1個(gè)較大的頻帶。
“LTE-A提出了100MHz支持1Gbit/s的目標(biāo)。然而，事實(shí)上全球基本沒(méi)有運(yùn)營(yíng)商(除中國(guó)移動(dòng)的2.3GHz頻段外)擁有單一的100MHz的帶寬，而是擁有零零散散的原用于2G/3G/4G的頻率。如果只是單一地使用這些頻率，難以保證在一個(gè)band內(nèi)找到大于20MHz的連續(xù)帶寬。”有業(yè)內(nèi)專家如此表示。因此，把零散的頻率進(jìn)行有效地聚合，成為一個(gè)整體十分有必要，這正是CA的意義所在。而事實(shí)上，在試驗(yàn)或者商用的LTE-A網(wǎng)絡(luò)中，被運(yùn)營(yíng)商最為看重的技術(shù)就是載波聚合。
載波聚合有3種典型的形式，分別是同一頻段內(nèi)連續(xù)載波聚合、同一頻段內(nèi)非連續(xù)載波聚合以及頻段間的載波聚合。此外，當(dāng)前3GPP還定義了載波聚合的5種應(yīng)用場(chǎng)景，運(yùn)營(yíng)商可以根據(jù)所要聚合的頻段間的距離和基站是否共站等因素來(lái)靈活選取相應(yīng)方案。
除了CA，高階MIMO多天線技術(shù)是提升峰值速率和小區(qū)容量的另一個(gè)關(guān)鍵技術(shù)，在運(yùn)營(yíng)商頻譜資源日趨緊張的情況下，多天線技術(shù)已經(jīng)成為各大運(yùn)營(yíng)商LTE網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的必備手段。LTE在部署初期就利用2天線實(shí)現(xiàn)了2×2MIMO，在LTE-A階段將會(huì)部署4天線實(shí)現(xiàn)4×4 MIMO，實(shí)現(xiàn)20MHz帶寬下峰值速率達(dá)到300Mbps，小區(qū)容量提升1.7倍。
小區(qū)邊緣體驗(yàn)如何保障是LTE網(wǎng)絡(luò)部署初期的一個(gè)難題，無(wú)論國(guó)內(nèi)還是國(guó)外，大多數(shù)商用LTE網(wǎng)絡(luò)在小區(qū)中心和小區(qū)邊緣的速率差距達(dá)到20倍之多，CoMP(協(xié)同多點(diǎn)傳輸)技術(shù)被引入LTE-A用以解決這個(gè)問(wèn)題。站間CoMP類似于分布式天線增強(qiáng)服務(wù)，可以大幅度提升小區(qū)邊緣用戶體驗(yàn)。LTE使用的頻率處于較高頻段，覆蓋能力相對(duì)較低，密集部署是必需的手段。同頻基站越來(lái)越多，隨之帶來(lái)了重疊覆蓋、干擾復(fù)雜等難題。同時(shí)，小基站將大規(guī)模部署在非運(yùn)營(yíng)商建筑資產(chǎn)上，這讓運(yùn)營(yíng)商喪失了網(wǎng)規(guī)、網(wǎng)優(yōu)的主動(dòng)性，干擾控制難度加劇。LTE-A在小區(qū)間干擾抑制上采用了聯(lián)合檢測(cè)和干擾消除技術(shù)，可以達(dá)到減少同頻干擾，減少繁復(fù)切換的效果，小區(qū)平均信噪比和邊緣吞吐率可以得到有效提升。
LTE-A已至
如前所述，LTE-A將給LTE網(wǎng)絡(luò)帶來(lái)質(zhì)的提升，其理所當(dāng)然會(huì)成為未來(lái)幾年內(nèi)無(wú)線通信發(fā)展的主流趨勢(shì)。
全球移動(dòng)設(shè)備供應(yīng)商協(xié)會(huì)(GSA)2015年4月9日最新發(fā)布的報(bào)告顯示，目前全球共有644個(gè)運(yùn)營(yíng)商正投資于LTE網(wǎng)絡(luò)，覆蓋181個(gè)國(guó)家，已經(jīng)商用部署的LTE網(wǎng)絡(luò)達(dá)393張。其中，有116家運(yùn)營(yíng)商(接近30%)正在進(jìn)行LTE-A的技術(shù)試驗(yàn)，重點(diǎn)投資于載波聚合技術(shù)。值得一提的是，已有64家運(yùn)營(yíng)商在39個(gè)國(guó)家推出了商用的LTE-A載波聚合網(wǎng)絡(luò)。從之前披露的數(shù)據(jù)來(lái)分析，這39個(gè)LTE-A中仍以LTE Advanced Cat.6為主，而少量LTE Advanced Cat.9網(wǎng)絡(luò)也已進(jìn)入了試商用階段。
從LTE-A全球格局來(lái)看，西歐地區(qū)位居首位，其次是亞太地區(qū)。不過(guò)，北美仍是LTE-A網(wǎng)絡(luò)覆蓋人口最多的地區(qū)，覆蓋率達(dá)7.8%以上，覆蓋超過(guò)1億人口。
必須了解的是，想要發(fā)揮LTE-A的優(yōu)越性能，需要網(wǎng)絡(luò)和終端的協(xié)同發(fā)展，在網(wǎng)絡(luò)不斷將更多的載波聚合在一起的同時(shí)，用戶終端也要支持相應(yīng)的技術(shù)。如今，LTE-A網(wǎng)絡(luò)側(cè)經(jīng)常被提到的是雙載波聚合、三載波聚合，甚至是四載波聚合，而終端側(cè)經(jīng)常被提到的是Cat.6、Cat.9，其對(duì)應(yīng)的正是雙載波聚合、三載波聚合等。通常來(lái)講，雙載波聚合可以通過(guò)聚合2×20MHz的頻率實(shí)現(xiàn)300Mpbs下行速率，三載波聚合則可以通過(guò)聚合3×20MHz的頻率實(shí)現(xiàn)450Mpbs下行速率。
LTE-A不但來(lái)了，而且發(fā)展得很快。新加坡第三大運(yùn)營(yíng)商M1在2014年底推出了300Mbps LTE-A網(wǎng)絡(luò)，前不久又在此網(wǎng)絡(luò)上推出了VoLTE服務(wù)。韓國(guó)運(yùn)營(yíng)商SK Telecom宣布三頻段LTE-A 網(wǎng)絡(luò)服務(wù)正式商用，速度同樣達(dá)到300Mbps，不同的是，SKTelecom采用的聚合三個(gè)不同的頻段(20MHz+10MHz+10MHz)。澳洲電訊攜手愛(ài)立信，首次在全球商用運(yùn)行的現(xiàn)網(wǎng)中實(shí)現(xiàn)了450Mbps 的速率(利用3×20MHz頻率)。而就在4月23日，華為在香港展示了首個(gè)基于FDD的LTE-A 450Mbps解決方案。
在終端芯片方面，目前比較主流的低端手機(jī)規(guī)格還是Cat.4 150Mbps，正在開(kāi)始普及的是Cat.6 300Mbps，下一步的趨勢(shì)是Cat.9 450Mbps，高通、Marvell、聯(lián)發(fā)科都已經(jīng)或即將推出相應(yīng)的基帶芯片。芯片廠商中，高通走得最為激進(jìn)，其已經(jīng)聯(lián)合愛(ài)立信首次展示了LTE-A Cat.11規(guī)范，理論下載速率高達(dá)600Mbps。
今年迎爆發(fā)
LTE-A包含眾多技術(shù)內(nèi)容，其中載波聚合不影響原有的信令流程，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備載波聚合的實(shí)現(xiàn)較為簡(jiǎn)單。因此，行業(yè)普遍認(rèn)為載波聚合會(huì)提前點(diǎn)燃LTE-A市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的戰(zhàn)火。有行業(yè)專家表示，我國(guó)運(yùn)營(yíng)商，以中國(guó)電信為例，對(duì)于800M(B5)+1.8G/2.1G，1.8G+2.1G載波聚合，主要廠商當(dāng)前已經(jīng)能提供成熟的商用設(shè)備。而中國(guó)移動(dòng)擁有非常豐富的LTE頻譜資源，隨著支持Cat6及Cat9載波聚合的終端產(chǎn)品的不斷成熟和豐富，預(yù)計(jì)載波聚合的應(yīng)用在2015年將會(huì)有較大的發(fā)展。
對(duì)此，華為LTE FDD領(lǐng)域總經(jīng)理蔡孟波表達(dá)了類似的看法，“當(dāng)前4G已經(jīng)成為一種基本的服務(wù)，今年LTE-A將會(huì)大規(guī)模爆發(fā)，25%的網(wǎng)絡(luò)都會(huì)向這一方向演進(jìn)。”
雖然以載波聚合為代表的LTE-A技術(shù)落地被業(yè)內(nèi)普遍看好，但是長(zhǎng)期來(lái)看仍有不少的挑戰(zhàn)。
LTE-A的其他主要技術(shù)還需要不斷的驗(yàn)證，對(duì)網(wǎng)絡(luò)的改動(dòng)也較大，這會(huì)影響LTE-A進(jìn)一步發(fā)展的進(jìn)程。
同時(shí)，載波聚合技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展需要運(yùn)營(yíng)商有足夠的頻譜資源，全球運(yùn)營(yíng)商具備適用于聚合的100MHz頻譜資源并不多，各國(guó)監(jiān)管機(jī)構(gòu)需盡快明確可用于LTE部署的頻段組合，分配更多的頻率,例如允許運(yùn)營(yíng)商靈活分配自身資源，實(shí)現(xiàn)頻率重耕;加快明確3.5GHz等頻段用于LTE網(wǎng)絡(luò)。
此外，也有專家表示，LTE-A下一階段的發(fā)展有可能會(huì)受限于終端的發(fā)展。載波聚合終端實(shí)現(xiàn)比網(wǎng)絡(luò)設(shè)備要復(fù)雜，需要考慮終端處理能力、頻段間干擾、功耗待機(jī)時(shí)間等因素，尤其是跨頻段載波聚合的頻段組合數(shù)量進(jìn)一步加大，對(duì)終端芯片提出了更高的要求。這要求運(yùn)營(yíng)商緊密聯(lián)合產(chǎn)業(yè)鏈，提出明確需求，推動(dòng)芯片和終端廠商盡快開(kāi)發(fā)出滿足需要的載波聚合產(chǎn)品。
值得一提的是，中國(guó)式LTE網(wǎng)絡(luò)與世界大多數(shù)國(guó)家網(wǎng)絡(luò)有所不同，LTEFDD和TD-LTE兩種技術(shù)制式之間的載波聚合對(duì)LTE-A深入發(fā)展具有重要意義。中國(guó)運(yùn)營(yíng)商需要同其他國(guó)家采用混合組網(wǎng)的運(yùn)營(yíng)商一道，推進(jìn)LTE FDD、TD-LTE兩種制式一起向LTE-A演進(jìn)。
