LTE-Advanced

LTE以其高速率低時延等優點，得到世界各主流通信設備商和運營商的廣泛關注。當前各地LTE測試工作不斷展開，並逐步開始規模商用。為了保證 LTE及其後續技術的長久生命力，同時也為了滿足IMT-A和未來通信的更高需求，3GPP開始了LTE的平滑演進LTE-Advanced(以下簡稱 LTE-A)的研究，並將其作為4G的首選技術。

作為LTE的平滑演進，LTE-A能夠保持與LTE良好的兼容性；提供更高的峰值速率和吞吐量，下行的峰值速率為1Gbps，上行峰值速率為 500Mbps；具有更高的頻譜效率，下行提高到30bps/Hz，上行提高到15bps/Hz；支持多種應用場景，提供從宏蜂窩到室內場景的無縫覆蓋。

帶寬：100MHz

峰值速率：下行1Gbps，上行500Mbps

峰值頻譜效率：下行30bps/Hz，上行15bps/Hz

針對室內環境進行優化

有效支持新頻段和大帶寬應用

峰值速率大幅提高，頻譜效率有限改進

為了滿足上述要求，LTE-A引入載波聚合(Carrier AggregaTIon，CA)、多天線增強(Enhanced MIMO)、中繼技術(Relay)和多點協作傳輸(Coordinated Multi-point Tx/Rx， CoMP)等關鍵技術。

為了滿足峰值速率要求，LTE-A當前支持最大100MHz帶寬，然而在現有的可用頻譜資源中很難找到如此大的帶寬，而且大帶寬對於基站和終端的硬體設計帶來很大困難。此外，對於分散在多個頻段上的頻譜資源，亟需一種技術把他們充分利用起來。基於上述考慮，LTE-A引入載波聚合這一關鍵技術。

通過對多個連續或者非連續的分量載波的聚合可以獲取更大的帶寬，從而提高峰值數據速率和系統吞吐量，同時也解決了運營商頻譜不連續的問題。此外，考慮到未來通信中上下行業務的非對稱性，LTE-A支持非對稱載波聚合，典型場景為下行帶寬大於上行帶寬。

為了保持與LTE良好的兼容性，Rel-10版本規定進行聚合的每個分量載波採用LTE現有帶寬，並能夠兼容LTE，後續可以考慮引入其他類型的非兼容載波。在實際的載波聚合場景中，根據不同的傳輸需求和能力，UE可以同時調度一個或者多個分量載波。

空間維度進一步擴展，並且對下行多用戶MIMO進一步增強。在LTE Rel-8中，上行僅支持單天線的發送，在LTE-A增強為上行最大支持4天線發送。物理上行共享通道(Physical Uplink Shared Channel，PUSCH)引入單用戶MIMO，可以支持最大兩個碼字流和4層傳輸；而物理層上行控制通道(Physical Uplink Control Channel，PUCCH)也可以通過發射分集的方式提高上行控制信息的傳輸質量，提高覆蓋。

LTE-A下行傳輸由LTE Rel-8的4天線擴展到8天線，最大支持8層和兩個碼字流的傳輸，從而進一步提高了下行傳輸的吞吐量和頻譜效率。此外，LTE-A下行支持單用戶 MIMO和多用戶MIMO的動態切換，並通過增強型通道狀態信息反饋和新的碼本設計進一步增強了下行多用戶MIMO的性能。

中繼傳輸技術是在原有站點的基礎上，引入Relay 節點(或稱中繼站)，Relay節點和基站通過無線連接，下行數據先由基站發送到中繼節點，再由中繼節點傳輸至終端用戶，上行則反之。通過 Relay技術能夠增強覆蓋，支持臨時性網路部署和群移動，同時也能降低網路部署成本。

根據功能和特點的不同，Relay可分為兩類：Type1和Type2 Relay。Type1 Relay具有獨立的小區標識，具有資源調度和混合自動重傳請求功能，對於Rel-8 終端類似於基站，而對於LTE-A終端可以具有比基站更強的功能。Type2 Relay 不具有獨立的小區標識，對Rel-8終端透明，只能發送業務信息而不能發送控制。當前，Rel-10版本主要考慮Type1 Relay。

多點協作傳輸技術利用多個小區間的協作傳輸，有效解決小區邊緣干擾問題，從而提高小區邊緣和系統吞吐量，擴大高速傳輸覆蓋。

CoMP包括下行CoMP發射和上行CoMP接收。上行CoMP接收通過多個小區對用戶數據的聯合接收來提高小區邊緣用戶吞吐量，其對RAN1 協議影響比較小。下行CoMP發射根據業務數據能否在多個協調點上獲取可分為聯合處理(Joint Processing，JP)和協作調度/波束賦形(Coordinated Scheduling/Beamforming，CS/CB)。前者主要利用聯合處理的方式獲取傳輸增益，而後者通過協作減小小區間干擾。

為了支持不同的CoMP傳輸方式， UE需要反饋各種不同形式的通道狀態信息，對於CoMP的反饋，定義了3種類型：顯式反饋、隱式反饋和基於探測參考符號(Sounding Reference Symbol，SRS) 的反饋。顯式反饋是指終端不對通道狀態信息進行預處理，反饋諸如通道係數和通道秩等信息；隱式反饋是指終端在一定假設的前提下對通道狀態信息進行一定的預處理后反饋給基站，如編碼矩陣指示信息和通道質量指示信息等；基於SRS的反饋是指利用通道的互易性，eNB根據終端發送的SRS 獲取等效的下行通道狀態信息，這種方法在TDD系統中尤為適用。

載波聚合通過已有帶寬的匯聚擴展了傳輸帶寬;MIMO增強通過空域上的進一步擴展提高小區吞吐量;Relay通過無線的接力，提高覆蓋；CoMP通過小區間協作，提高小區邊緣吞吐量。通過上述關鍵技術的引入，LTE-A能夠充分滿足或者超越IMT-A的需求，成為未來通信的領跑者。