全球LTE發(fā)展進入快車道。據相關數據統(tǒng)計顯示，2013年全球LTE用戶數達到2.38億，較2012年年末的8200萬增長了190%，速度相當驚人。2014年，全球LTE發(fā)展還將迎來新的浪潮，一方面是美、韓、日等市場繼續(xù)領跑，另一方面則是中國LTE商用的全面推進，都將給LTE的發(fā)展帶來源源動力。與此同時，在市場的推進下，LTE技術也正在快速成熟，相關產品不斷涌現(xiàn)。尤為值得一提的是，LTE的演進型技術LTE-Advanced的研發(fā)也正在有序推進，其中載波聚合技術有望在2014年實現(xiàn)規(guī)模商用。
LTE-Advanced（簡稱LTE-A）是LTE技術的進一步演進版本，可以實現(xiàn)更高的峰值速率和系統(tǒng)容量。需要說明的是，LTE-A不是一項獨立的技術，而是由3GPP R10～R12版本標準中定義的載波聚合（Carrier Aggregation，CA）、高階MIMO（下行TM9、上行TM2）、增強小區(qū)間干擾協(xié)調（eICIC）、協(xié)同多點（CoMP）、中繼（Relay）、小小區(qū)增強（Small Cell）等一系列增強特性構成的技術集。因此，產業(yè)界可以選擇性地逐步實現(xiàn)各個LTE-A技術選項的發(fā)展，而不需要一步到位。
產業(yè)界在選擇實現(xiàn)LTE-A技術發(fā)展的先后優(yōu)先級時，主要考慮兩方面因素：運營商的需求和實現(xiàn)復雜度。從這兩個因素出發(fā)，全球產業(yè)界確定，首先規(guī)模部署的LTE-A技術將是載波聚合，其余的高階MIMO、eICIC、Small Cell、CoMP、Relay等技術將在未來幾年內逐步完成產業(yè)化和規(guī)模部署。
載波聚合領跑LTE-A技術部署
載波聚合技術是為了提高LTE系統(tǒng)的峰值速率而將多個載波聚合在一起使用的技術，其技術復雜度取決于聚合的“成員載波”（component carrier）的數量和這些載波的分布情況。如果成員載波連續(xù)分布，稱為連續(xù)載波CA，射頻的實現(xiàn)復雜度相對較低；如果成員載波不連續(xù)分布，稱為非連續(xù)載波CA，射頻實現(xiàn)復雜度相對較高；如果成員載波均分布在一個頻帶內，稱為頻帶內CA（intra-band CA），射頻的實現(xiàn)復雜度相對較低；如果成員載波分布在不同頻帶內，稱為跨頻帶CA（inter-band CA），射頻實現(xiàn)復雜度相對較高。
載波聚合之所以成為發(fā)展最快的LTE-A技術，首先是源于運營商的需求。由于移動互聯(lián)網業(yè)務的爆炸式增長，國際運營商作為移動互聯(lián)網的“接入管道”，一方面要擴充管道的容量，另一方面要向用戶宣稱自己具有“峰值速率優(yōu)勢”。因此，國際上已部署LTE國家的運營商均不由自主地卷入“峰值速率競爭”，在LTE-A發(fā)展最快的韓國，3家運營商已于2013年開始了載波聚合的商用部署，以強化其“技術領跑”優(yōu)勢。國際上另有3家運營商正在部署載波聚合網絡，21家已有計劃或正在試驗。2013年8月，日本軟銀在3.5GHz進行了采用5個20MHz的CA和44 MIMO的TD-LTE系統(tǒng)演示，峰值速率達到700Mbps以上。在2014年2月巴塞羅那的世界移動通信大會（MWC 2014）上，諾基亞（NSN）演示了采用6個20MHz載波聚合與88 MIMO的LTE FDD系統(tǒng)演示，峰值速率達到2.6Gbps。
不過，這些只是基于概念樣機的演示，并不能代表真實產品的研發(fā)進度。目前，大部分主流系統(tǒng)設備商已實現(xiàn)了R10版本定義的2載波下行頻帶內CA，從而可以將下行峰值速率提高一倍。比較領先的廠商已經開始支持更多數量載波以及跨頻帶的CA，在MWC 2014上，華為演示了采用3個載波、共50MHz跨頻帶CA和44 MIMO的LTE FDD系統(tǒng)，峰值速率達到460Mbps。其余主流系統(tǒng)廠家預計將于2014年內支持3個載波的下行跨頻帶CA。
當然，載波聚合與其他無線通信技術一樣，需要從網絡到終端“端到端”完成研發(fā)才能實現(xiàn)真正的產業(yè)化。而由于一項新興技術的研發(fā)瓶頸往往是在終端側，而非網絡側，因此CA技術的實際商用時間也將取決于終端側的研發(fā)進展。在3GPP標準中，支持2載波CA和300Mbps峰值速率的終端被定義為“等級6”（Cat6）終端。因此載波聚合技術是否能得到廣泛應用，還要看國際終端和芯片產業(yè)對Cat6終端的支持程度。截至2014年1月，在全部發(fā)布的1371款LTE終端中，只有兩款宣稱為Cat6終端�？上驳氖�，在MWC 2014大會上，高通公司已經演示了其基于20nm先進半導體工藝的Cat6終端芯片平臺，預計2014年第三季度可能實現(xiàn)商用。而針對超過兩個載波和跨頻帶的CA，終端芯片廠商尚無清晰可靠的路標。由于上行CA在3GPP R12版本中才被標準化，近期還無法明確判斷其研發(fā)和產業(yè)化時間表。
綜上所述，基本配置的CA技術渴望在2014年完成產業(yè)化并實現(xiàn)初步的規(guī)模部署。最后需要說明的是，CA技術的應用也不一定只集中在2.6GHz等傳統(tǒng)的LTE核心頻段，近來國際上對3.5GHz頻譜的分配加速，由于該頻段帶寬資源相對更為充裕，為更多運營商部署CA提供了條件，也可能成為下一階段CA應用需求比較集中的頻段。但近幾年3.5GHz頻段并非制造廠商的研發(fā)重點，尤其不被終端芯片廠商所重視，因此這一頻段的CA產業(yè)化進度遲滯更為嚴重，與運營商需求之間的差距更為突出。
我國TD-LTE-A技術試驗成果初顯
為了推進TD-LTE-A技術的研發(fā)產業(yè)化，我國在工業(yè)和信息化部TD-LTE工作組的統(tǒng)一領導下，從2013年下半年開始組織TD-LTE-A技術試驗，主要針對3GPP R10版本引入的LTE-A增強技術，包括CA、高階MIMO（下行TM9、上行TM2）和eICIC等開展測試。
TD-LTE工作組將制定25冊技術規(guī)范，現(xiàn)已完成其中的兩冊，另有9冊已開始制定。2013年9月第一輪的LTE-A系統(tǒng)設備測試啟動，測試內容包括：CA——對2.6GHz頻段的20MHz+20MHz連續(xù)載波CA的相關功能、性能和射頻指標進行驗證；下行TM9——對基于碼本和非碼本實現(xiàn)的TM9（目前要求支持單用戶雙流傳輸）的功能和性能進行驗證；上行TM2——對上行雙流MIMO功能進行驗證，為可選測試內容。
截至2013年年底，已有3個系統(tǒng)廠商基本完成此輪測試，一個廠商完成了CA部分的測試。在試驗中，相關測試儀表對TD-LTE-A的支持程度也得到驗證：在CA方面，終端模擬器和信道仿真器已滿足測試要求；在高階MIMO方面，終端模擬器尚不能支持真正的8天線端口，目前只能基于2天線端口模式進行初步的測試驗證。
多種LTE-A技術穩(wěn)步發(fā)展
在其他LTE-A技術特性中，研發(fā)進展最快的是下行高階MIMO，即傳輸模式9（TM9）。但由于相當長時間內，終端天線數量仍限制于兩根天線，即使完成了4~8流的基站研發(fā)也無法實現(xiàn)端到端的產業(yè)化，因此目前主流系統(tǒng)廠商仍只支持雙流TM9發(fā)送（包括單終端雙流單用戶MIMO和雙終端單流多用戶MIMO），TM9的“高階MIMO”優(yōu)勢并沒有得到充分發(fā)揮。因此，雖然主流芯片廠商預計2014年上半年即可支持TM9（終端芯片理論上將可支持4~8流TM9信號的接收，但數據卡和手機設計短期內很難支持2流以上的MIMO信號接收），但運營商對這項技術的部署需求尚不明確。而且考慮到國際上除了日本軟銀、中國移動等少數TD-LTE運營商擁有較多天線數量的基站天面條件，大部分FDD LTE運營商要將基站天線數量增加到4根以上還有諸多困難，可能帶來建網成本的大幅增加。因此，雖然基本TM9技術的研發(fā)進度并不落后于載波聚合，但此項技術很難在2014年得到規(guī)模部署，也很難真正完成產業(yè)化。
上行高階MIMO技術，TM2由于需要增加上行射頻發(fā)射模塊的數量，比下行MIMO造成的復雜度和終端成本增加更大。另外，目前LTE運營商主要關注下行數據率的提升，對上行增強尚未重視，大多數主流終端芯片廠商還沒有明確的研發(fā)時間表，因此預計此項技術不會很快實現(xiàn)產業(yè)化。
eICIC技術是針對異構網絡（HetNet）部署場景研發(fā)的增強干擾抑制技術，可以提高日漸增多的LTE微小區(qū)、室內覆蓋和家庭基站的抗干擾性能。eICIC通過軟件升級就可以實現(xiàn)，對基站和終端硬件沒有額外要求，此項技術在2014年上半年和下半年可分別得到網絡側與終端側的支持。此項技術的部署進度更多取決于運營商的選擇，如果某些運營商重視LTE微小區(qū)部署和層疊組網，則可能要求盡早實現(xiàn)此項技術，eICIC可能在2014年實現(xiàn)產業(yè)化和規(guī)模部署。
其他處于預研階段的LTE-A技術還包括CoMP、Relay等，由于其在實際網絡中的性能增益尚有爭議、產品升級的復雜度和成本較高，大部分廠商尤其是終端芯片廠商還沒有明確的研發(fā)時間表，預計不會在近期實現(xiàn)產業(yè)化。Small Cell作為近來新興的LTE增強技術，受到產業(yè)的廣泛重視，但此項技術的標準化尚未完成，真正的Small Cell產業(yè)化也難以在近期實現(xiàn)。
需要說明的是，有些公司將VoLTE也視為一種LTE-A技術，但是從3GPP標準的角度，VoLTE不在LTE-A標準范疇內。
結 語：
LTE及LTE-A已經成為很多國際運營商面向移動互聯(lián)網發(fā)展擴展網絡容量的重要技術手段。雖然在國際范圍內，LTE的發(fā)展還很不均衡，歐洲國家的LTE規(guī)模發(fā)展剛剛起步。但在美、韓、日等國家，LTE發(fā)展領先的運營商已經開始部署LTE-A技術，以強化其技術先行優(yōu)勢。2014年，預計載波聚合將成為第一項完成產業(yè)化并開始規(guī)模部署的LTE-A技術。在未來的幾年中，R10~R12的部分LTE-A技術將逐步得到應用，在5G到來之前為移動通信系統(tǒng)持續(xù)帶來性能提升。
