從去年起，中國(guó)移動(dòng)就在國(guó)內(nèi)開展了大規(guī)模的TD-LTE試驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)。今年更是將在國(guó)內(nèi)百余城市建設(shè)TD-LTE網(wǎng)絡(luò)。而目前，大部分TD-LTE基站采用F頻段作為其覆蓋的主要頻段。據(jù)了解，截至目前，F(xiàn)頻段可供TD-LTE使用的頻譜資源僅有20M。這對(duì)F頻段TD-LTE未來(lái)應(yīng)對(duì)大規(guī)模用戶進(jìn)行擴(kuò)容帶來(lái)了頻率上的短板，同時(shí)隨著移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用不斷豐富，人們對(duì)于網(wǎng)速提升需求旺盛。這為L(zhǎng)TE提出了新的挑戰(zhàn)。不過(guò)，通過(guò)載波聚合技術(shù)將有效提升網(wǎng)絡(luò)價(jià)值以應(yīng)對(duì)未來(lái)容量與速率的需求。

愛立信東北亞區(qū)客戶交流與咨詢部系統(tǒng)架構(gòu)師陳濤在接受《通信產(chǎn)業(yè)報(bào)》(網(wǎng))記者采訪時(shí)表示，受智能終端和業(yè)務(wù)應(yīng)用所帶來(lái)的影響，全球各地的移動(dòng)寬帶網(wǎng)絡(luò)流量都在以驚人的速度持續(xù)增長(zhǎng)，網(wǎng)絡(luò)容量需求一直是困擾運(yùn)營(yíng)商的難題，對(duì)于LTE而言，多天線、CoMP等Rel-10及后續(xù)技術(shù)面向不同或特定應(yīng)用場(chǎng)景，對(duì)于提升單載波內(nèi)的頻譜效率已接近香農(nóng)極限，這樣一來(lái)增加頻譜成為最直接有效的擴(kuò)容方式。而多載波和載波聚合技術(shù)將更為直接有效的提升網(wǎng)絡(luò)容量以及用戶感知。

提升F頻段價(jià)值

對(duì)于中國(guó)移動(dòng)來(lái)說(shuō)，在原有建設(shè)的TD-SCDMA基站上進(jìn)行升級(jí)改造無(wú)疑是目前在最短時(shí)間內(nèi)完成全國(guó)百余城市TD-LTE覆蓋的***選擇。

但隨著TD-LTE網(wǎng)絡(luò)在短時(shí)間內(nèi)完成建設(shè)任務(wù)，4G牌照即將發(fā)放，TD-LTE網(wǎng)絡(luò)將迎來(lái)用戶快速發(fā)展時(shí)期，如何應(yīng)對(duì)未來(lái)用戶增長(zhǎng)帶來(lái)網(wǎng)絡(luò)容量壓力，提升高速上網(wǎng)體驗(yàn)正成為中國(guó)移動(dòng)將要考慮的問(wèn)題。而載波聚合技術(shù)與MIMO等技術(shù)相結(jié)合恰恰能解決這一難題。

據(jù)了解，從LTE到LTE-A系統(tǒng)的演進(jìn)過(guò)程中，更寬頻譜的需求將成為影響演進(jìn)的最重要因素之一。當(dāng)前LTE- A系統(tǒng)有6個(gè)候選頻點(diǎn)，如果考慮到現(xiàn)有的頻譜分配方式和規(guī)劃，很難找到足夠的承載LTE-A系統(tǒng)100MHz帶寬的整段頻帶。因此，3GPP提出了使用載波聚合(Carrier Aggregation)技術(shù)來(lái)解決LTE-A系統(tǒng)對(duì)頻帶資源的需求。

載波聚合技術(shù)將多個(gè)LTE載波擴(kuò)展成LTE-A系統(tǒng)的傳輸載波。并且LTE系統(tǒng)的用戶終端和LTE-A系統(tǒng)的用戶終端均可以使用“LTE載波單元”進(jìn)行通信。目前，LTE-A系統(tǒng)的潛在應(yīng)用頻段包括450MHz～470MHz、698MHz～862MHz、790MHz～862MHz、2.3GHz～2.4GHz、3.4GHz～3.6GHz。因此，頻譜聚合要求可以在多個(gè)頻點(diǎn)上跨頻帶進(jìn)行聚合。

作為L(zhǎng)TE-A中的技術(shù)，TDD、FDD均可采用。而TD-LTE技術(shù)無(wú)需采用對(duì)稱頻譜的特性更適用于采用載波聚合技術(shù)。在去年的TD-LTE組網(wǎng)技術(shù)研討會(huì)上，中國(guó)移動(dòng)研究院副院長(zhǎng)黃宇紅指出，“不對(duì)稱頻譜利于實(shí)現(xiàn)和應(yīng)用載波聚合技術(shù)，使TD-LTE充分利用頻譜資源，獲得更高的峰值速率。”

據(jù)黃宇紅介紹，在單載波情況下，F(xiàn)DD在使用20MHz+20MHz的情況下，下行峰值速率可以達(dá)到150Mbps，TDD使用20MHz(3：1時(shí)隙配比)的情況下，下行峰值速率僅為110Mbps (3：1時(shí)隙配比)。而在TDD中引入載波聚合，TDD聚合20MHz+20MHz的情況下，下行峰值速率可以達(dá)到220Mbps(3：1時(shí)隙配比)，超過(guò)相同系統(tǒng)帶寬FDD的峰值速率。TD-LTE采用載波聚合技術(shù)將有利于進(jìn)一步發(fā)揮TDD的優(yōu)勢(shì)。

多地開展載波聚合測(cè)試

在意識(shí)到載波聚合給網(wǎng)絡(luò)帶來(lái)的改變后，全球4G運(yùn)營(yíng)商紛紛將載波聚合技術(shù)看做是提高頻譜利用效率，提升LTE網(wǎng)絡(luò)速率、網(wǎng)絡(luò)價(jià)值的有效手段。

如韓國(guó)SK電訊于2012年5月30日推出了全球***重疊利用LTE頻率的多載波技術(shù);而推出TD-LTE網(wǎng)絡(luò)的美國(guó)移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商Clearwire公司也表示，將在其LTE網(wǎng)絡(luò)中采用載波聚合技術(shù);此外，AT&T也已公開表示將采用載波聚合技術(shù)。

業(yè)內(nèi)人士表示，目前，跨3載波的聚合模式正成為部分運(yùn)營(yíng)商新的興趣點(diǎn)。

與此同時(shí)，隨著國(guó)內(nèi)TD-LTE網(wǎng)絡(luò)建設(shè)不斷完善，TD-TLTE商用已近在眼前。據(jù)了解，作為最早開展TD-LTE試驗(yàn)網(wǎng)建設(shè)的城市，廣州、深圳等地區(qū)，其TD-LTE網(wǎng)絡(luò)已日臻完善。如廣州建成TD-LTE站點(diǎn)3700多個(gè)，覆蓋面積約970多平方公里;深圳建成TD-LTE站點(diǎn)3100多個(gè)，覆蓋面積595平方公里。兩地中心區(qū)的4G網(wǎng)絡(luò)覆蓋都已經(jīng)達(dá)到3G覆蓋水平。這為載波聚合技術(shù)在國(guó)內(nèi)網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行測(cè)試提供了可能。而這些地區(qū)也正是未來(lái)載波聚合的主要應(yīng)用場(chǎng)景。

陳濤表示，載波聚合的主要應(yīng)用場(chǎng)景是具備高話務(wù)量需求的核心密集城區(qū)，隨著移動(dòng)寬帶業(yè)務(wù)量的增長(zhǎng)，系統(tǒng)負(fù)荷的增加導(dǎo)致平均用戶速率下降，該種場(chǎng)景下載波聚合的優(yōu)勢(shì)明顯，通過(guò)頻譜帶寬的擴(kuò)展自然減少了小區(qū)的負(fù)荷，降低噪聲的抬升， 提高終端用戶體驗(yàn)。

在這些國(guó)內(nèi)外網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行的載波聚合測(cè)試不僅包括了連續(xù)頻段的載波聚合也包括了非連續(xù)頻段的載波聚合。

如愛立信、華為、中興、諾西等都紛紛與運(yùn)營(yíng)商合作發(fā)展載波聚合技術(shù)，基本可實(shí)現(xiàn)峰值300Mb/s左右的下載速率。而在2012年10月，華為與運(yùn)營(yíng)商聯(lián)合發(fā)布***個(gè)LTE-ADVanced商用網(wǎng)絡(luò)，采用載波聚合技術(shù)實(shí)現(xiàn)了峰值300Mb/s的下載速率;2013年1月份，中興通訊在廣州擴(kuò)大規(guī)模試驗(yàn)網(wǎng)環(huán)境下***實(shí)現(xiàn)D頻段的載波聚合測(cè)試，采用載波聚合(CA)技術(shù)實(shí)現(xiàn)了TD-LTE單用戶在上下行子幀1：3配比及特殊時(shí)隙10：2：2配比下223Mbps的峰值下行速率。

隨著載波聚合技術(shù)不斷完善，更多的載波聚合方案被提出。據(jù)了解，載波聚合是LTE-ADVanced的最關(guān)鍵技術(shù)之一。業(yè)界普通的載波聚合只能在基站內(nèi)實(shí)現(xiàn)多載波的聚合，而大量的小區(qū)邊緣區(qū)域則無(wú)法實(shí)現(xiàn)聚合，嚴(yán)重影響小區(qū)邊緣用戶的體驗(yàn)速率。為此，廠商均紛紛提出針對(duì)其問(wèn)題的解決方案以實(shí)現(xiàn)基站間和宏微站間的載波聚合，全面提升小區(qū)邊緣速率，實(shí)現(xiàn)超寬帶、零等待和無(wú)處不在的連接等效果。如華為載波聚合整體解決方案等。

在今年年初，中興通訊在北京實(shí)現(xiàn)了F+D跨頻段載波聚合，現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試速率分別達(dá)到430Mbps(4×4MIMO模式)，223Mbps(2×2MIMO模式)。中興通訊中國(guó)區(qū)副總經(jīng)理顧翔表示：“利用TD-SCDMA現(xiàn)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)資源可實(shí)現(xiàn)F頻段快速升級(jí)TD-LTE網(wǎng)絡(luò)，但F頻段僅有1個(gè)頻點(diǎn)20MHz，需要通過(guò)D頻段增加頻點(diǎn)實(shí)現(xiàn)容量補(bǔ)充滿足中長(zhǎng)期業(yè)務(wù)發(fā)展需求，同時(shí)可成倍提升TD-LTE網(wǎng)絡(luò)承載能力，增強(qiáng)異頻點(diǎn)間負(fù)載均衡，提升網(wǎng)絡(luò)性能，實(shí)現(xiàn)F+D頻段40MHz載波聚合是戰(zhàn)略性的技術(shù)突破，里程碑式的進(jìn)步。”

仍需完善

雖然目前，業(yè)界對(duì)載波聚合技術(shù)產(chǎn)生了極大的興趣，但作為一項(xiàng)LTE-A技術(shù)中的全新的技術(shù)，若想實(shí)現(xiàn)載波聚合仍然存在問(wèn)題。

據(jù)陳濤介紹，目前R10 CA的工作仍在繼續(xù)，功能部分已凍結(jié)，性能評(píng)估進(jìn)行中;R11/12中仍有TDD的遺留問(wèn)題仍有待討論解決。其中仍在討論之中的包括了涉及TD-LTE adv.的跨載波調(diào)度，不同上下行配比的載波聚合。而涉及F頻段(B39)跨頻段載波聚合目前在R12中開始討論。

陳濤表示，目前中國(guó)移動(dòng)F頻段上實(shí)現(xiàn)載波聚合仍然在TDD載波的上下行時(shí)隙配比以及終端的發(fā)射功率受限上存在難點(diǎn)。

此外，終端也正成為載波聚合技術(shù)發(fā)展的一大挑戰(zhàn)。由于需要支持多個(gè)載波，便為終端制造帶來(lái)了一定復(fù)雜度。

如SK電訊在推出多載波LTE網(wǎng)絡(luò)試點(diǎn)后，便開始呼吁終端制造商們，在未來(lái)推出的新手機(jī)中配備支持多載波頻譜范圍連接的芯片，要同時(shí)支持800MHz和1.8GHz頻譜標(biāo)準(zhǔn)。

除了要支持多個(gè)頻譜標(biāo)準(zhǔn)外，終端功耗問(wèn)題也是載波聚合推廣中的一個(gè)難題。研究稱，上行多載波聚合會(huì)加大終端的功耗。在上行多載波同時(shí)發(fā)送數(shù)據(jù)的情況下，上行單載波發(fā)送特性將難以保持，這將帶來(lái)上行信號(hào)峰均比的顯著增加以及終端耗電量的提升。

與此同時(shí)，終端將受到載波管理問(wèn)題的困擾。如載波聚合個(gè)數(shù)會(huì)因使用服務(wù)的帶寬需求增加或減少，因此，需要有效的方法來(lái)進(jìn)行管理。

補(bǔ)充閱讀：載波聚合技術(shù)與多載波技術(shù)差異

·單用戶峰值速率：通過(guò)載波聚合，可以將多個(gè)載波聚合在一起為一個(gè)用戶服務(wù)，成倍提高單用戶峰值速率;多載波技術(shù)下，仍然是一個(gè)載波為一個(gè)用戶服務(wù)，單用戶峰值速率無(wú)法實(shí)現(xiàn)成倍提升;

·控制信道干擾消除：載波聚合可以利用控制信道跨載波調(diào)度的方式使控制信令僅在一個(gè)載波上傳輸，從而規(guī)避控制信道的干擾;而多載波技術(shù)的每個(gè)載波上都必須同時(shí)發(fā)送控制信令，無(wú)法規(guī)避控制信道的干擾;;

·負(fù)載均衡難易度：載波聚合通過(guò)載波管理和資源調(diào)度手段實(shí)現(xiàn)負(fù)載均衡，實(shí)現(xiàn)更為簡(jiǎn)單;

·離散頻譜的利用情況：通過(guò)載波聚合，運(yùn)營(yíng)商的一些離散的頻譜(尤其是Refarming之后)可以得到充分利用，為用戶提供高帶寬的服務(wù);而多載波技術(shù)利用離散頻譜的效率較低。