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淺析LTE/LTE-A技術

2015-05-30 10:48:04劉洋宏
中國新通信 2015年16期
關鍵詞:中繼

劉洋宏

【摘要】 本文對 LTE-A 關鍵技術及其演進發(fā)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(xié)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(zhàn)。

【關鍵詞】 LTE 載波聚合 中繼 多點協(xié)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(fā)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(zhì)研發(fā)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(shù)年內(nèi)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(xié)作傳輸 (CoMP) 、中繼 (Relay) 等關鍵技術。這些技術增強了LTE-A 小區(qū)的系統(tǒng)容量與信息的傳輸速率,同時極大的改善了小區(qū)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(xiàn)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(xù)或者非連續(xù)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(tǒng)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(tǒng)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(nèi)傳輸,各載波獨立進行編碼,通過載波指示域進行跨載波調(diào)度。在LTE-A系統(tǒng)中,每個子載波對應一個獨立的數(shù)據(jù)流,子載波之間數(shù)據(jù)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(jié)點(RN)進行eNodeB和終端之間的業(yè)務和信令的轉(zhuǎn)發(fā)工作,以增強高速數(shù)據(jù)速率的覆蓋、群移動性和小區(qū)邊界覆蓋,如將覆蓋擴展到小區(qū)內(nèi)或小區(qū)外的嚴重衰落區(qū)域。用戶終端可以通過中間接入點-中繼接入網(wǎng)絡來獲得系統(tǒng)服務,使小區(qū)覆蓋范圍擴大,從而使小區(qū)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(wǎng)絡進行通信。宿主小區(qū)除了服務一到或多個relay節(jié)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(wǎng)絡部署和群移動,同時也能降低網(wǎng)絡部署成本,提高小區(qū)邊緣吞吐量以及擴大覆蓋范圍等。

3、多點協(xié)作技術。多點協(xié)作傳輸(CoMP)技術可以改善系統(tǒng)中小區(qū)邊緣用戶的性能。CoMP是一種廣義的分布式天線技術,與傳統(tǒng)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(xié)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(qū)突發(fā)呼叫中斷的一種技術,避免數(shù)據(jù)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(xiàn)方法,即協(xié)作調(diào)度/波束賦形 (CS/CBF)和聯(lián)合處理/聯(lián)合傳輸(JP/JT)。前者通過協(xié)作減小小區(qū)間干擾,而后者主要利用聯(lián)合處理的方式獲取傳輸增益。

三、LTE 技術的發(fā)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(yè)務體驗,需求決定市場,現(xiàn)在用戶越來越年輕化,網(wǎng)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(yōu)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(jīng)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(fā)展中必然要不斷的完善自身的功能,在原有優(yōu)勢的基礎上,積極創(chuàng)新新的功能模式,提高功能性能,在競爭中不斷發(fā)展。

四、結(jié)束語

本文對 LTE關鍵技術及其演進發(fā)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(xié)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(zhàn)。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(yōu)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(xiàn)將持續(xù)改善網(wǎng)絡性能并為用戶提供更優(yōu)質(zhì)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(tǒng)架構與技術規(guī)范,北京,人民郵電出版社.2010

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