4G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)新境界：跨制式CA及業(yè)界首創(chuàng)四模BBU

    隨著移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)需求呈爆炸式增長(zhǎng)，同時(shí)，新型移動(dòng)業(yè)務(wù)的發(fā)展日新月異，每天都有上千款新的移動(dòng)應(yīng)用在各大平臺(tái)“搶奪”用戶。要提升用戶感知，對(duì)于網(wǎng)絡(luò)容量和速率的要求越來越高，亟須通過多種方式提升網(wǎng)絡(luò)容量，如MIMO增強(qiáng)、高階調(diào)制和異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)部署等，其中載波聚合通過頻譜擴(kuò)展的方式提升網(wǎng)絡(luò)容量成為應(yīng)對(duì)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)爆炸式增長(zhǎng)最為有效的手段之一，受到廣泛關(guān)注。

    載波聚合是LTE-A的核心技術(shù)，可以把相同或不同頻段下的兩個(gè)以上的載波合并為一個(gè)信道，成倍提高LTE小區(qū)的峰值速率。同時(shí)該技術(shù)還可有效規(guī)避鄰區(qū)同頻干擾，提升LTE網(wǎng)絡(luò)的性能，更靈活地實(shí)現(xiàn)主輔小區(qū)間的負(fù)載均衡，提升網(wǎng)絡(luò)容量。載波聚合技術(shù)的應(yīng)用，能夠讓運(yùn)營(yíng)商為移動(dòng)用戶提供更高速、更豐富的業(yè)務(wù)體驗(yàn)，更好地應(yīng)對(duì)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)流量的爆發(fā)式增長(zhǎng)，提高LTE網(wǎng)絡(luò)的競(jìng)爭(zhēng)。

    運(yùn)營(yíng)商從2013年開始已經(jīng)陸續(xù)進(jìn)行了載波聚合的商用化部署，如北美的Verizon、Sprint，韓國(guó)的SKT、KT等，隨著終端等產(chǎn)業(yè)鏈的不斷完善，載波聚合全球部署的規(guī)模逐漸增大。早在2013年亞洲通信展上，中興通訊在業(yè)界首家現(xiàn)場(chǎng)演示了F+D跨頻段4載波的載波聚合（CA），演示速率達(dá)到1Gbps。實(shí)際應(yīng)用中，香港移動(dòng)通訊有限公司（CSL Limited）聯(lián)合中興通訊演示了現(xiàn)網(wǎng)中1800MHz+2600MHz跨頻段載波聚合（CA），演示速率達(dá)到300Mbps，中國(guó)移動(dòng)也一直走在TDD載波聚合的最前列。而如今，中興通訊更進(jìn)一步積極創(chuàng)新致力于跨制式FDD&TDD載波聚合的研究測(cè)試，并首創(chuàng)多模融合BBU，更好地實(shí)現(xiàn)FDD和TDD深入融合和FDD&TDD跨制式載波聚合。

載波聚合是未來網(wǎng)絡(luò)容量提升的核心技術(shù)

    在4G網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)過程中，運(yùn)營(yíng)商的可用頻譜具有以下幾個(gè)特點(diǎn)：一是隨著4G的規(guī)�；�發(fā)展，運(yùn)營(yíng)商已經(jīng)或即將獲取到的LTE頻譜資源日趨豐富；二是隨著2G/3G逐漸退服，釋放出大量頻譜資源，但同時(shí)這些頻譜資源又具有帶寬小和離散不連續(xù)等特點(diǎn)；三是運(yùn)營(yíng)商在FDD頻譜基礎(chǔ)上，同時(shí)又獲取到了大量的TDD可用頻譜，但是利用效率有待提高。針對(duì)上述特點(diǎn)，在頻譜資源日益寶貴的市場(chǎng)環(huán)境下，載波聚合技術(shù)為擁有分散的、不連續(xù)頻譜資源的客戶帶來了福音——可以聚合多個(gè)載波，極大提高了頻譜利用率，降低了建網(wǎng)和運(yùn)營(yíng)成本。

    載波聚合，通過多個(gè)連續(xù)或者非連續(xù)的分量載波聚合獲取更大的傳輸帶寬，從而獲取更高的峰值速率和吞吐量。為了實(shí)現(xiàn)LTE向LTE-A的平滑升級(jí)，降低運(yùn)營(yíng)商的建網(wǎng)成本以及保持與LTE系統(tǒng)的良好兼容性，LTE-A在Rel-10中限定進(jìn)行聚合的每個(gè)分量載波完全兼容LTE終端，每個(gè)載波帶寬為L(zhǎng)TE現(xiàn)有帶寬，同時(shí)每個(gè)分量載波都包含同步和廣播等系統(tǒng)信息。參與聚合的載波可以是連續(xù)的，可以是非連續(xù)的，各個(gè)載波可以位于同一頻段，也可以位于不同頻段，分為帶內(nèi)連續(xù)載波聚合，帶內(nèi)非連續(xù)載波聚合以及帶間非連續(xù)載波聚合。

    載波聚合首次在3GPP Rel-10版本引入，并對(duì)載波聚合基本架構(gòu)和關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)化，并在Rel-11版本針對(duì)部分遺留問題如上行載波聚合和不同配比TDD載波聚合等進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)化，并根據(jù)不同區(qū)域運(yùn)營(yíng)商需求完善了多種頻段和帶寬組合場(chǎng)景的標(biāo)準(zhǔn)化；對(duì)于FDD+TDD的載波聚合在3GPP Rel-12版本引入，并在2104Q2實(shí)現(xiàn)了功能凍結(jié)。

    因此，聚合載波可以是同制式的，也可以是不同制式的。

    TDD系統(tǒng)中LTE每個(gè)小區(qū)對(duì)應(yīng)一個(gè)下行載波和一個(gè)上行載波（對(duì)于TDD工作在相同載波或頻段上），每個(gè)UE接入到一個(gè)小區(qū)中。在載波聚合中，引入了多個(gè)載波的概念，考慮到上下行的非對(duì)稱，LTE-A載波聚合中對(duì)應(yīng)的每個(gè)小區(qū)對(duì)應(yīng)一個(gè)DL載波和可選的上行載波，載波聚合的概念在高層看來也就相當(dāng)于小區(qū)的聚合，每個(gè)UE可以同時(shí)接入到多個(gè)小區(qū)。

    在FDD系統(tǒng)中，考慮到上下行業(yè)務(wù)的非對(duì)稱性，載波聚合可以同時(shí)支持上下行對(duì)稱頻譜聚合和上下行非對(duì)稱頻譜聚合。同時(shí)考慮下行業(yè)務(wù)量通常大于上行業(yè)務(wù)量，Rel-10中僅考慮下行載波個(gè)數(shù)大于等于上行載波個(gè)數(shù)的情況，如圖1所示，其中下行兩載波聚合，上行單載波，此時(shí)DL CC1和DL CC2的HARQ和CSI等信息都通過UL CC1來反饋，圖中箭頭表示上下行載波的linkage關(guān)系。

跨制式載波聚合方案降低建網(wǎng)運(yùn)營(yíng)成本

    中興通訊的FDD+TDD跨制式載波聚合（Carrier Aggregation）將FDD/TDD LTE融合為類同制式同小區(qū)，結(jié)合運(yùn)營(yíng)商頻段的利用情況，可充分利用有效頻段資源，降低建網(wǎng)運(yùn)營(yíng)成本，并具有以下明顯優(yōu)勢(shì)：

——覆蓋擴(kuò)展：對(duì)于多個(gè)小區(qū)的聚合，具備覆蓋優(yōu)勢(shì)的FDD-LTE小區(qū)作為主小區(qū)，有效提升整網(wǎng)的覆蓋效果，降低UE的切換頻率。

——提高單用戶的吞吐率、改善用戶體驗(yàn)：處于高頻段的TDD弱覆蓋/邊緣區(qū)域，通過跨制式CA，調(diào)度TDD與FDD資源，提高單用戶數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)速率，改善用戶體驗(yàn)。

——負(fù)荷均衡更靈活，減少切換頻率：非CA下，不同小區(qū)的負(fù)荷均衡僅能通過切換的方式完成，在CA模式下，用戶在多個(gè)聚合小區(qū)進(jìn)行靈活調(diào)度，提高聚合小區(qū)的資源利用率，使UE在負(fù)荷較小的小區(qū)上獲得更多的調(diào)度機(jī)會(huì)，更高的吞吐率，從而提升小區(qū)整體的吞吐率，提升用戶感知。

    基于FDD/TDD融合建網(wǎng)，為了更好地實(shí)現(xiàn)跨制式CA，中興通訊秉承“基于客戶需求快速創(chuàng)新”的理念，整合無線平臺(tái)資源融合多元技術(shù)，面向未來移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展，業(yè)界首創(chuàng)多模BBU，相比于原有的雙模BBU，多模BBU亦是基于MicroTCA架構(gòu)，但突破性地支持更多無線接入制式，單BBU同時(shí)支持2G/3G/4G，TDD LTE和FDD LTE可配置在一塊主控板上如圖2所示，可實(shí)現(xiàn)FDD/TDD負(fù)荷分擔(dān)、話務(wù)均衡，具備多載波調(diào)度效率高、統(tǒng)一算法和調(diào)度策略、支持集中式調(diào)度器等方案優(yōu)勢(shì)，是實(shí)現(xiàn)FDD和TDD深度融合及跨制式載波聚合的最佳方案。

    多模BBU產(chǎn)品的特色：

——面向2G/3G/4G的SDR軟件平臺(tái)：采用MicroTCA架構(gòu)設(shè)計(jì)，全球發(fā)貨量已達(dá)25萬套，成熟穩(wěn)定。

——高集成度、大容量，多模配置適應(yīng)多制式并存：支持大容量，單基帶板集成度高，同時(shí)可以支持2G/3G/4G。

——支持基帶池交換，基帶資源共享：根據(jù)話務(wù)量靈活調(diào)度基帶資源，實(shí)現(xiàn)基帶資源共享，適應(yīng)各種話務(wù)分布場(chǎng)景。靈活的基帶資源調(diào)度可統(tǒng)一規(guī)劃容量，合理均衡話務(wù)，解決潮汐現(xiàn)象；節(jié)約設(shè)備投資成本，降低資產(chǎn)閑置率。

——插箱式設(shè)計(jì)，布設(shè)靈活：可安裝于標(biāo)準(zhǔn)19英寸機(jī)架內(nèi)，也可采用室內(nèi)掛墻、落地等方式獨(dú)立安裝，占地面積小，安裝靈活。

    隨著用戶對(duì)使用體驗(yàn)要求的提升，以及頻譜資源的日益珍貴，未來，頻譜資源聚合使用是網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)的大勢(shì)所趨。國(guó)際上，幾乎所有先進(jìn)的LTE運(yùn)營(yíng)商都在積極部署載波聚合，盡可能把手中的頻譜資源聚合使用。在國(guó)內(nèi)，中國(guó)移動(dòng)走在TDD載波聚合的前列，中國(guó)電信和中國(guó)聯(lián)通對(duì)載波聚合都比較關(guān)注，當(dāng)前正在進(jìn)行相關(guān)的測(cè)試工作，預(yù)計(jì)在2014年年底或2015年開展規(guī)模化部署。TDD與FDD之間的載波聚合也將為TDD和FDD開創(chuàng)LTE的新境界，多模BBU將為跨制式CA提供堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，LTE網(wǎng)絡(luò)將能夠在承載巨大數(shù)據(jù)流量的同時(shí)，為用戶帶來更好的感知，節(jié)約更多的頻譜資源，幫助運(yùn)營(yíng)商在網(wǎng)絡(luò)流量中找到“黃金屋”。

作者：張燕 來源：人民郵電報(bào)