浅析LTE/LTE-A技术

【摘要】 本文对 LTE-A 关键技术及其演进发展状况进行了综述，接下来重点介绍了LTE-A载波聚合技术，中继技术， 多点协作技术等关键技术， 并分析了该技术的影响和应用前景， 指出了其实施所面临的挑战。

【关键词】 LTE 载波聚合 中继 多点协作

一、LTE标准演进过程

LTE是面向未来的移动通信技术标准，早在2004年底，3GPP就启动了LTE技术的标准化工作，并在2009年3月了R8版本的FDD -LTE和TDD-LTE标准，这标志着LTE标准草案研究完成，LTE进入实质研发阶段。R9版本中进一步提出了LTE-advanced （LTE-A） 的概念，LTE-A于2010年6月通过 ITU 的评估，于2010年10月正式成为IMT-A的主要技术之一，它是在R8版本基础上的演进和增强。R10版本对其加以完善是LTE-A的关键版本。 LTE-A的目的是满足未来数年内无线通信市场的需求，满足和超过IMT-Advanced的需求，同时还保持对LTE 较好的后向兼容性。LTE-A 主要采用了载波聚合、多点协作传输 （CoMP） 、中继 （Relay） 等关键技术。这些技术增强了LTE-A 小区的系统容量与信息的传输速率，同时极大的改善了小区边缘用户的性能。

二、LTE 的关键技术

1、载波聚合技术。为了满足峰值速率的要求，LTE-A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eNB和UE的硬件设计带来很大困难。基于上述考虑，LTE-A引入载波聚合这一关键技术。LTE-A引入载波聚合，即两个或者多个连续或者非连续的分量载波的聚合，从而可以获取高达100MHz的大带宽，并提高峰值速率和系统吞吐量。载波聚合简单来说就是一个eNB可以管理多个分量载波， 比如Release 10 的 UE 在下行支持载波聚合，可以同时利用 5 个分量载波，因此 UE的可用系统带宽会扩大到 100MHz，这将有力的提高 UE 的峰值性能。载波聚合中，下行控制信令PDCCH只在一个载波内传输，各载波独立进行编码，通过载波指示域进行跨载波调度。在LTE-A系统中，每个子载波对应一个独立的数据流，子载波之间数据流的聚合方式可以分为MAC层聚合和物理层聚合两种。

2、中继技术。LTE-A的多跳中继引入了中继节点（RN）进行eNodeB和终端之间的业务和信令的转发工作，以增强高速数据速率的覆盖、群移动性和小区边界覆盖，如将覆盖扩展到小区内或小区外的严重衰落区域。用户终端可以通过中间接入点-中继接入网络来获得系统服务，使小区覆盖范围扩大，从而使小区边缘用户的吞吐量得到增强。LTE Release 10也拓展了无线接入技术中的中继（relay）功能。通过中继，UE 可以通过与宿主基站无线连接的 relay 与网络进行通信。宿主小区除了服务一到或多个relay节点外，还直接为自己的UE提供服务。通过Relay技术，LTE-A能够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，提高小区边缘吞吐量以及扩大覆盖范围等。

3、多点协作技术。多点协作传输（CoMP）技术可以改善系统中小区边缘用户的性能。CoMP是一种广义的分布式天线技术，与传统的分布式天线技术不用的是，为了提高接收信号功率，CoMP 是基站之间协作。在 3GPP Rel-9，Rel-10版本中，CoMP技术只是作为一种新的多天线增强技术， CoMP是一种通过增强信号强度防止基站干扰和边缘区突发呼叫中断的一种技术，避免数据传输速度大幅度下降。以下行CoMP为例，下行CoMP有两种不同的实现方法，即协作调度/波束赋形 （CS/CBF）和联合处理/联合传输（JP/JT）。前者通过协作减小小区间干扰，而后者主要利用联合处理的方式获取传输增益。

三、LTE 技术的发展前景

LTE相对于3G技术而言具有高传输速率和更低的延迟率，LTE技术能为用户带来更多的业务体验，需求决定市场，现在用户越来越年轻化，网络的主体以青少年为主，因此运营商可以依托LTE技术独有的优势，满足用户新型的需求，比如手机视频和云游戏等等应用。

LTE 技术目前已经广泛应用于国际间各大通信公司，未来的移动通信市场肯定会有多种多样的无线技术的渗入，LTE 技术必将面临巨大的竞争压力，所以 LTE 在今后的发展中必然要不断的完善自身的功能，在原有优势的基础上，积极创新新的功能模式，提高功能性能，在竞争中不断发展。

四、结束语

本文对 LTE关键技术及其演进发展状况进行了综述，接下来重点介绍LTE载波聚合技术，中继技术， 多点协作技术等关键技术， 并分析了该技术的影响和应用前景， 指出了其实施所面临的挑战。LTE-A标准作为3GPP在更长远的IMT-Advanced时代保持相对于其它无线通信标准的竞争优势的关键一步，必定会设定为高标准的技术指标。相信无线通信技术的演进与革命性技术的出现将持续改善网络性能并为用户提供更优质的服务。

参 考 文 献

[1] D. Astély et al.，“LTE：The Evolution of Mobile Broad-band，”[J].IEEE Commun. Mag.，vol. 47，no. 4，Apr. 2009

[2] 林辉.LTE-A dvanced的标准化情况.电信科学.2009第1期

[3] 赵训威 3GPP 长期演进LTE 系统架构与技术规范，北京，人民邮电出版社.2010