CA先行 LTE-A:迎来规模商用元年

2015-04-28 12:51:46来源: 通信产业网
    LTE不是真4G。事实上,LTE常被业内称为3.9G,因为LTE目前普遍能提供的下行速率为100-150Mpbs,这与国际电信联盟(ITU)所描述的下一代无线通信标准IMT-Advanced要求的1Gbps的速率仍有差距,只有其升级版的LTE Advanced(LTE-A)才满足ITU对4G的要求。

用户新兴应用需求促使网络进一步演进,视频流媒体应用曾经被预言为3G时代的杀手级应用,最终没有规模发展的原因在于3G的性能不堪此任。LTE发展初期视频应用仍以短视频为主,一方面是由于资费原因,另一方面也是由于LTE网络当前的性能还不足以承载大规模的大视频业务,LTE-A的到来将改变这一局面。

如今,越来越多的运营商开始发展LTE-A,以此增强4G网络性能,增加对用户的吸引力。毋庸置疑,越早利用LTE-A先进技术就会越早形成差异化竞争优势。然而各运营商必须针对自身网络对新技术进行验证,同时网络与终端发展步调要进一步趋同,而频率资源短缺等现实问题也必须得到解决,万事俱备,LTE-A才会得以快速发展,驱动移动通信进入真4G时代。



载波聚合走红

LTE-A是LTE的继续演进,其对LTE有较好的后向兼容性。LTE-A标准采用了载波聚合(CA)、上/下行多天线增强、多点协作传输、中继、异构网干扰协调增强等关键技术,能大幅度提高无线通信系统的峰值数据速率、峰值频谱效率、小区平均频谱效率以及小区边界用户性能,同时也能提高整个网络的组网效率。

LTE载波聚合无疑是近两年来移动通信领域的热点技术,这项技术是直接提升LTE网络带宽性能的关键。CA可以将相邻或不相邻的数个较小的频带整合为1个较大的频带。

“LTE-A提出了100MHz支持1Gbit/s的目标。然而,事实上全球基本没有运营商(除中国移动的2.3GHz频段外)拥有单一的100MHz的带宽,而是拥有零零散散的原用于2G/3G/4G的频率。如果只是单一地使用这些频率,难以保证在一个band内找到大于20MHz的连续带宽。”有业内专家如此表示。因此,把零散的频率进行有效地聚合,成为一个整体十分有必要,这正是CA的意义所在。而事实上,在试验或者商用的LTE-A网络中,被运营商最为看重的技术就是载波聚合。

载波聚合有3种典型的形式,分别是同一频段内连续载波聚合、同一频段内非连续载波聚合以及频段间的载波聚合。此外,当前3GPP还定义了载波聚合的5种应用场景,运营商可以根据所要聚合的频段间的距离和基站是否共站等因素来灵活选取相应方案。



除了CA,高阶MIMO多天线技术是提升峰值速率和小区容量的另一个关键技术,在运营商频谱资源日趋紧张的情况下,多天线技术已经成为各大运营商LTE网络建设的必备手段。LTE在部署初期就利用2天线实现了2×2MIMO,在LTE-A阶段将会部署4天线实现4×4 MIMO,实现20MHz带宽下峰值速率达到300Mbps,小区容量提升1.7倍。

小区边缘体验如何保障是LTE网络部署初期的一个难题,无论国内还是国外,大多数商用LTE网络在小区中心和小区边缘的速率差距达到20倍之多,CoMP(协同多点传输)技术被引入LTE-A用以解决这个问题。站间CoMP类似于分布式天线增强服务,可以大幅度提升小区边缘用户体验。LTE使用的频率处于较高频段,覆盖能力相对较低,密集部署是必需的手段。同频基站越来越多,随之带来了重叠覆盖、干扰复杂等难题。同时,小基站将大规模部署在非运营商建筑资产上,这让运营商丧失了网规、网优的主动性,干扰控制难度加剧。LTE-A在小区间干扰抑制上采用了联合检测和干扰消除技术,可以达到减少同频干扰,减少繁复切换的效果,小区平均信噪比和边缘吞吐率可以得到有效提升。

LTE-A已至

如前所述,LTE-A将给LTE网络带来质的提升,其理所当然会成为未来几年内无线通信发展的主流趋势。

全球移动设备供应商协会(GSA)2015年4月9日最新发布的报告显示,目前全球共有644个运营商正投资于LTE网络,覆盖181个国家,已经商用部署的LTE网络达393张。其中,有116家运营商(接近30%)正在进行LTE-A的技术试验,重点投资于载波聚合技术。值得一提的是,已有64家运营商在39个国家推出了商用的LTE-A载波聚合网络。从之前披露的数据来分析,这39个LTE-A中仍以LTE Advanced Cat.6为主,而少量LTE Advanced Cat.9网络也已进入了试商用阶段。

从LTE-A全球格局来看,西欧地区位居首位,其次是亚太地区。不过,北美仍是LTE-A网络覆盖人口最多的地区,覆盖率达7.8%以上,覆盖超过1亿人口。

必须了解的是,想要发挥LTE-A的优越性能,需要网络和终端的协同发展,在网络不断将更多的载波聚合在一起的同时,用户终端也要支持相应的技术。如今,LTE-A网络侧经常被提到的是双载波聚合、三载波聚合,甚至是四载波聚合,而终端侧经常被提到的是Cat.6、Cat.9,其对应的正是双载波聚合、三载波聚合等。通常来讲,双载波聚合可以通过聚合2×20MHz的频率实现300Mpbs下行速率,三载波聚合则可以通过聚合3×20MHz的频率实现450Mpbs下行速率。

LTE-A不但来了,而且发展得很快。新加坡第三大运营商M1在2014年底推出了300Mbps LTE-A网络,前不久又在此网络上推出了VoLTE服务。韩国运营商SK Telecom宣布三频段LTE-A 网络服务正式商用,速度同样达到300Mbps,不同的是,SKTelecom采用的聚合三个不同的频段(20MHz+10MHz+10MHz)。澳洲电讯携手爱立信,首次在全球商用运行的现网中实现了450Mbps 的速率(利用3×20MHz频率)。而就在4月23日,华为在香港展示了首个基于FDD的LTE-A 450Mbps解决方案。

在终端芯片方面,目前比较主流的低端手机规格还是Cat.4 150Mbps,正在开始普及的是Cat.6 300Mbps,下一步的趋势是Cat.9 450Mbps,高通、Marvell、联发科都已经或即将推出相应的基带芯片。芯片厂商中,高通走得最为激进,其已经联合爱立信首次展示了LTE-A Cat.11规范,理论下载速率高达600Mbps。

今年迎爆发

LTE-A包含众多技术内容,其中载波聚合不影响原有的信令流程,网络设备载波聚合的实现较为简单。因此,行业普遍认为载波聚合会提前点燃LTE-A市场竞争的战火。有行业专家表示,我国运营商,以中国电信为例,对于800M(B5)+1.8G/2.1G,1.8G+2.1G载波聚合,主要厂商当前已经能提供成熟的商用设备。而中国移动拥有非常丰富的LTE频谱资源,随着支持Cat6及Cat9载波聚合的终端产品的不断成熟和丰富,预计载波聚合的应用在2015年将会有较大的发展。

对此,华为LTE FDD领域总经理蔡孟波表达了类似的看法,“当前4G已经成为一种基本的服务,今年LTE-A将会大规模爆发,25%的网络都会向这一方向演进。”

虽然以载波聚合为代表的LTE-A技术落地被业内普遍看好,但是长期来看仍有不少的挑战。

LTE-A的其他主要技术还需要不断的验证,对网络的改动也较大,这会影响LTE-A进一步发展的进程。

同时,载波聚合技术进一步发展需要运营商有足够的频谱资源,全球运营商具备适用于聚合的100MHz频谱资源并不多,各国监管机构需尽快明确可用于LTE部署的频段组合,分配更多的频率,例如允许运营商灵活分配自身资源,实现频率重耕;加快明确3.5GHz等频段用于LTE网络。

此外,也有专家表示,LTE-A下一阶段的发展有可能会受限于终端的发展。载波聚合终端实现比网络设备要复杂,需要考虑终端处理能力、频段间干扰、功耗待机时间等因素,尤其是跨频段载波聚合的频段组合数量进一步加大,对终端芯片提出了更高的要求。这要求运营商紧密联合产业链,提出明确需求,推动芯片和终端厂商尽快开发出满足需要的载波聚合产品。

值得一提的是,中国式LTE网络与世界大多数国家网络有所不同,LTEFDD和TD-LTE两种技术制式之间的载波聚合对LTE-A深入发展具有重要意义。中国运营商需要同其他国家采用混合组网的运营商一道,推进LTE FDD、TD-LTE两种制式一起向LTE-A演进。 

关键字:CA  LTE-A

编辑:北极风 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/xfdz/2015/0428/article_41616.html
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