LTEA研究进展及其关键技术分析

LTE-A研究进展及其关键技术分析

摘要:LTE-A是LTE技术的后续演进，其引入了多载波聚合、中继、协作多点传输、多天线增强等关键技术。本文从LTE-A概述及其研究进展入手，详细的对多载波聚合、中继、协作多点传输、多天线增强等关键技术进行了分析。

关键字:LTE-A.关键技术
屮图分类号：TU74文献标识码：A文章编号：

一、LTE-A概述
LTE-A是LTE-Advanced的简称，是LTE技术的后续演进。LTE俗称3.9G,其以高速率低时延等优点，得到世界各主流通信设备商和运营商的广泛关注。当前各地LTE测试工作不断展开，并逐步开始规模商用。为了保证LTE及其后续技术的长久生命力，同时也为了满足IMT-A和未来通信的更高需求，3GPP开始了LTE的平滑演进LTE-Advanced（以下简称LTE-A）的研究，并将其作为4G的首选技术。

作为LTE的后续演进，LTE-A能够保持与LTE良好的兼容性；提供更高的峰值速率和吞叶量，下行的峰值速率为lGbps,上行峰值速率为500Mbps；具有更高的频谱效率，下行提高到30bps/Hz,上彳亍提高到
15bps/IIz；支持多种应用场景，提供从宏蜂窝到室内场景的无缝覆盖。

二、LTE-A研究进展

2008年3月ITU-R发出通函，向各成员征集4G候选技术提案，正式启动了4G标准化工作。在ITU-RWP5D的迪拜会议上，ITU确定了4G最小需求，包括小区频谱效率、峰值频谱效率、频谱带宽等8个技术指标，这将成为衡量一个候选技术是否能成为4G技术的关键指标。

而3GPP将以成员的身份，向ITU提交面向4G技术的LTE-Advancedo从2008年3月开始，3GPP就展开了面向4G的研究工作，并制定了详尽的时间表，与ITU的时间流程紧密契合。在ITU-RWP5D的时间表中有两个关键的时间点：在2009年10月WP5D第6次会议结束4G候选技术方案的征集，2010年10月WP5D第9次会议确定4G技术框架和主要技术特性，确定4G技术方案。围绕这两个时间点，3GPP对其工作进行了部署，已经于2008年9月向ITU-RWP5D提交了LTE-A的最初版本，并计划分别于2009年5月和2009年9月提交完整版和最终版。

2009年10月14H至21R,国际电信联盟在德国德累斯顿举行TTU-

RWP5D工作组第6次会议，LTE-Advanced入围,包含TDD和FDD两种制式。

2010年10月20口，国际电信联盟无线通信部门(ITU-R)第5研究组国际移动通信工作组(WP5D)第9次会议在重庆确定LTE-Advanced和802o16m为新一代移动通信(4G)国际标准。

国际电信联盟丁2011年底完成4G国际标准建议书编制工作，并在2012年初正式批准发布4G国际标准建议书。

三、LTE-A关键技术

3.1载波聚合

为了满足峰值速率要求，LTE-A当前支持最大100MHz带宽，然而在现有的可用频谱资源中很难找到如此大的带宽，而且大带宽对于基站和终端的硬件设计带来很大困难。此外，对于分散在多个频段上的频谱资源，亟需一种技术把他们充分利用起来。

基于上述考虑，LTE-A引入载波聚合这一关键技术。其原理是，通过

对多个连续或者非连续的分量载波的聚合可以获取更大的带宽，从而提高

峰值数据速率和系统吞吐量，同时也解决了运营商频谱不连续的问题。

在上下行业务对称性方面，考虑未来通信中上下行业务的非对称性，LTE-A支持非对称载波聚合，典型场景为下行带宽大于上行带宽。

另外，为了保持与LTE良好的兼容性，Rel-10版本规定进行聚合的每个分量载波采用LTE现有带宽，并能够兼容LTE,后续可以考虑引入其他类型的非兼容载波。在实际的载波聚合场景中，根据不同的传输需求和能力，UE可以同时调度一个或者多个分量载波。

3.2中继技术

中继传输技术是在原有站点的基础上，引入Relay节点（或称中继站），Relay节点和基站通过无线连接，下行数据先由基站发送到中继节点，再由中继节点传输至终端用户，上行则反之。通过Relay技术能够增强覆盖,支持临时性网络部署和群移动，同时也能降低网络部署成本。

根据功能和特点的不同，Relay可分为两类：Typel和Type2Relay。

TypelRelay具有的小区标识，具有资源调度和混合自动重传请求功能，对于Rel-8终端类似于慕站，而对于LTE-A终端可以具有比基站更强的功能。Type2Relay不具有的小区标识，对Rel-8终端透明，只能发

送业务信息而不能发送控制。当前，Rel-10版本主要考虑TypelRelay0

3・3多点协作传输技术

多点协作传输技术利用多个小区间的协作传输，有效解决小区边缘干扰问题，从而提高小区边缘和系统吞叶.量，扩人高速传输覆盖。多点协作分为多点协调调度和多点联合处理两大类，分别适用于不同的应用场景，互相之间不能完全取代。多点协调调度的研究主要是集中在和多天线波束
赋形相结合的解决方案上。

在3GPP最近针对ITU的初步评估中，多点协作技术是唯一能在基站

四天线配置条件下满足所有场景的需求指标的技术，并同时明显改进上行和下行的系统性能，因此多点协调的标准化进度成为3GPP提交的4G候选方案和面向ITU评估的重中之重。

3.4无线中继技术

LTE系统容量要求很高，这样的容量需要较高的频段。为了满足下一代移动通信系统的高速率传输的要求，LTE-A技术引入了无线中继技术。用户终端可以通过中间接入点中继接入网络来获得带宽服务。减小无线链路的空间损耗，增大信噪比，进而提高边缘用户信道容量。无线中继技术包括

Repeaters和Relay。

Repeaters是在接到母基站的射频信号后，在射频上直接转发，在终端和基站都是不可见，而且并不关心目的终端是否在其覆盖范围，因此它的作用只是放大器而已。它的作用仅限于增加覆盖，并不能提高容量。

Relay技术是在原有站点的慕础上，通过增加一些新的Relay站（或

称中继节点、中继站），加大站点和天线的分布密度。这些新增Relay节点和原有基站（母基站）都通过无线连接，和传输网络之间没有有线的连接，下行数据先到达母基站，然后再传给Relay节点，Relay节点再传输至终端用户，上行则反Z。这种方法拉近了天线和终端用户的距离，可以改善终端的链路质量，从而提高系统的频谱效率和用户数据率。

3.5多天线增强技术


鉴于口益珍贵的频率资源，多天线技术由于通过扩展空间的传输维度而成倍地提高信道容量而被多种标准广泛采纳。

受限于发射天线高度对信道的影响，LTE-A系统上行和下行多天线增强的重点有所区别。在LTE系统的多种下行多天线模式基础上，LTE-A要求支持的下行最高多天线配置规格为8x8,同时多用户空分复用的增强被认为是标准化的重点。LTE-A相对于LTE系统的上行增强主要集中在如何利用终端的多个功率放大器，利用上行发射分集来增强覆盖，上行空间复用来提高上行峰值速率等。

四、总结
当前，世界各顶级运营商都在展开LTE测试和商用合作，各地外场测试在紧锣密鼓地进行中。对于LTE-A,行业各界给予了极大的关注，从其

需求提出阶段便积极参与其标准化工作，并向3GPP提了交大量有价值的

提案。

通过上述关键技术的引入，LTE-A能够充分满足或者超越TMT-A的需

求，成为未来通信的领跑者。

参考文献
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