從去年起，中國移動就在國內(nèi)開展了大規(guī)模的TD-LTE試驗網(wǎng)絡(luò)建設(shè)。今年更是將在國內(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F頻段TD-LTE未來應(yīng)對大規(guī)模用戶進行擴容帶來了頻率上的短板，同時隨著移動互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用不斷豐富，人們對于網(wǎng)速提升需求旺盛。這為LTE提出了新的挑戰(zhàn)。不過，通過載波聚合技術(shù)將有效提升網(wǎng)絡(luò)價值以應(yīng)對未來容量與速率的需求。

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》(網(wǎng))記者采訪時表示，受智能終端和業(yè)務(wù)應(yīng)用所帶來的影響，全球各地的移動寬帶網(wǎng)絡(luò)流量都在以驚人的速度持續(xù)增長，網(wǎng)絡(luò)容量需求一直是困擾運營商的難題，對于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)用場景，對于提升單載波內(nèi)的頻譜效率已接近香農(nóng)極限，這樣一來增加頻譜成為最直接有效的擴容方式。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頻段價值

對于中國移動來說，在原有建設(shè)的TD-SCDMA基站上進行升級改造無疑是目前在最短時間內(nèi)完成全國百余城市TD-LTE覆蓋的***選擇。

但隨著TD-LTE網(wǎng)絡(luò)在短時間內(nèi)完成建設(shè)任務(wù)，4G牌照即將發(fā)放，TD-LTE網(wǎng)絡(luò)將迎來用戶快速發(fā)展時期，如何應(yīng)對未來用戶增長帶來網(wǎng)絡(luò)容量壓力，提升高速上網(wǎng)體驗正成為中國移動將要考慮的問題。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)的演進過程中，更寬頻譜的需求將成為影響演進的最重要因素之一。當前LTE- A系統(tǒng)有6個候選頻點，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)來解決LTE-A系統(tǒng)對頻帶資源的需求。

載波聚合技術(shù)將多個LTE載波擴展成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頻點上跨頻帶進行聚合。

作為LTE-A中的技術(shù)，TDD、FDD均可采用。而TD-LTE技術(shù)無需采用對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)研討會上，中國移動研究院副院長黃宇紅指出，“不對稱頻譜利于實現(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到150Mbps，TDD使用20MHz(3：1時隙配比)的情況下，下行峰值速率僅為110Mbps (3：1時隙配比)。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到220Mbps(3：1時隙配比)，超過相同系統(tǒng)帶寬FDD的峰值速率。TD-LTE采用載波聚合技術(shù)將有利于進一步發(fā)揮TDD的優(yōu)勢。

多地開展載波聚合測試

在意識到載波聚合給網(wǎng)絡(luò)帶來的改變后，全球4G運營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)價值的有效手段。

如韓國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)的美國移動運營商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營商新的興趣點。

與此同時，隨著國內(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3700多個，覆蓋面積約970多平方公里;深圳建成TD-LTE站點3100多個，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)達到3G覆蓋水平。這為載波聚合技術(shù)在國內(nèi)網(wǎng)絡(luò)中進行測試提供了可能。而這些地區(qū)也正是未來載波聚合的主要應(yīng)用場景。

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

在這些國內(nèi)外網(wǎng)絡(luò)中進行的載波聚合測試不僅包括了連續(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、諾西等都紛紛與運營商合作發(fā)展載波聚合技術(shù)，基本可實現(xiàn)峰值300Mb/s左右的下載速率。而在2012年10月，華為與運營商聯(lián)合發(fā)布***個LTE-ADVanced商用網(wǎng)絡(luò)，采用載波聚合技術(shù)實現(xiàn)了峰值300Mb/s的下載速率;2013年1月份，中興通訊在廣州擴大規(guī)模試驗網(wǎng)環(huán)境下***實現(xiàn)D頻段的載波聚合測試，采用載波聚合(CA)技術(shù)實現(xiàn)了TD-LTE單用戶在上下行子幀1：3配比及特殊時隙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)實現(xiàn)多載波的聚合，而大量的小區(qū)邊緣區(qū)域則無法實現(xiàn)聚合，嚴重影響小區(qū)邊緣用戶的體驗速率。為此，廠商均紛紛提出針對其問題的解決方案以實現(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，實現(xiàn)超寬帶、零等待和無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，中興通訊在北京實現(xiàn)了F+D跨頻段載波聚合，現(xiàn)場測試速率分別達到430Mbps(4×4MIMO模式)，223Mbps(2×2MIMO模式)。中興通訊中國區(qū)副總經(jīng)理顧翔表示：“利用TD-SCDMA現(xiàn)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)資源可實現(xiàn)F頻段快速升級TD-LTE網(wǎng)絡(luò)，但F頻段僅有1個頻點20MHz，需要通過D頻段增加頻點實現(xiàn)容量補充滿足中長期業(yè)務(wù)發(fā)展需求，同時可成倍提升TD-LTE網(wǎng)絡(luò)承載能力，增強異頻點間負載均衡，提升網(wǎng)絡(luò)性能，實現(xiàn)F+D頻段40MHz載波聚合是戰(zhàn)略性的技術(shù)突破，里程碑式的進步。”

仍需完善

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

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)，性能評估進行中;R11/12中仍有TDD的遺留問題仍有待討論解決。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，目前中國移動F頻段上實現(xiàn)載波聚合仍然在TDD載波的上下行時隙配比以及終端的發(fā)射功率受限上存在難點。

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

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

除了要支持多個頻譜標準外，終端功耗問題也是載波聚合推廣中的一個難題。研究稱，上行多載波聚合會加大終端的功耗。在上行多載波同時發(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，這將帶來上行信號峰均比的顯著增加以及終端耗電量的提升。

與此同時，終端將受到載波管理問題的困擾。如載波聚合個數(shù)會因使用服務(wù)的帶寬需求增加或減少，因此，需要有效的方法來進行管理。

補充閱讀：載波聚合技術(shù)與多載波技術(shù)差異

·單用戶峰值速率：通過載波聚合，可以將多個載波聚合在一起為一個用戶服務(wù)，成倍提高單用戶峰值速率;多載波技術(shù)下，仍然是一個載波為一個用戶服務(wù)，單用戶峰值速率無法實現(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)的每個載波上都必須同時發(fā)送控制信令，無法規(guī)避控制信道的干擾;;

·負載均衡難易度：載波聚合通過載波管理和資源調(diào)度手段實現(xiàn)負載均衡，實現(xiàn)更為簡單;

·離散頻譜的利用情況：通過載波聚合，運營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。