LTE-A是LTE-Advanced的簡寫,也就是LTE增強版,是LTE網絡的演進并向后兼容的技術,同時完全兼容LTE網絡。其目的是為了滿足高速場景的應用需求,同時保持對LTE網絡良好的兼容性。
有什么用處呢?簡單說就是提升速率,普通LTE網絡提供的速率最大在150Mbps,但使用LTE-A技術目前最高可達2Gbps。
舉個例子,手機緩存一部2G的電影,LTE網絡需要20分鐘,LTE-A可能只要幾分鐘。LTE-A到底先進在哪?
五大關鍵技術:載波聚合、上下行多天線增強、多點協作傳輸與接收、中繼、異構網干擾協調增強。
下面一一介紹,先簡單對5大技術進行分類。一整套的通信系統中,少不了通信基站、通信介質、通信終端,所以按照這3類進行說明。
第一類:通信基站中的LTE網絡系統中的技術
1、異構網干擾協調增強(Enhanced Inter-cell Interference Coordination for HeterogeneousNetwork,eICIC)
大概意思如下,隨著LTE網絡的部署和發展,在實際應用中需要考慮不同的場景,使用不同的基站進行覆蓋,如宏基站、微基站和家庭基站。宏基站可以提供基本的覆蓋要求,微基站能用于提供大量數據業務的支持,家庭基站是一種在小覆蓋環境下的基站,可以算是微微基站。
未來的網絡構成是由多種制式、多種功能等級的基站構成的異構基站,因此是異構網。在異構網絡中,各種基站之間必然存在干擾問題。傳統的干擾協調技術(ICIC)是解決LTE系統中干擾的方法,在LTE-A系統中,增強的干擾技術(Enhanced ICIC,eICIC)是解決異構網絡場景下的復雜干擾的方法。
上圖是異構網場景下的干擾問題示例,在左邊的場景,宏基站用于小區的覆蓋范圍內,因為沒有權限介入到小區中而受到微基站較強的下行干擾;在右邊的場景,因為使用偏置使距離宏網絡更近的小區用于駐留在小區中,這些用戶會受到宏基站較強的下行干擾。
2、多點協作傳輸與接收(Co Ordinated Multi-Point transmission and reception,CoMP)
LTE系統中同頻組網是主要的組網方式,小區間干擾成為影響小區邊緣用戶性能的主要因素。為了解決小區邊緣處的小區間的干擾,提高邊緣用戶的傳輸速率,因此LTE-A網絡中引入了多點協助傳輸與接收。
CoMP技術將干擾型號轉換為有用的傳輸信號來提供用戶體驗,如下圖所示。
第二類:解決網絡到終端設備的技術
3、中繼(Relay)
中繼技術是指在基站與終端設備之間的通信鏈路中加入了中繼節點,實現對基站和終端設備之間的數據轉發,在提高網絡覆蓋的同時實現了對干擾有效的控制。這個比較好理解,和Wi-Fi中繼的原理類似。
第三類:終端設備的技術
4、載波聚合(Carrier Aggregation)
網絡速率的快慢和帶寬有直接關系,在通信系統中,如果想要獲得更高的速率和系統容量,一種較為簡單的方法就是增加系統傳輸的帶寬。因此在LTE-A系統中引入了增強傳輸帶寬的技術,也就是CA(Carrier Aggregation)載波聚合。
CA技術可以將2-7個LTE成員載波(Component Carrier,CC)聚合在一起,實現更大的傳輸帶寬,有效提高上下行傳輸速率,終端根據自己的能力大小決定可以同時利用幾個載波進行上下行傳輸。5CC的示意圖如下,單個帶寬為20MHz,通過5CC就是20*5=100MHz的帶寬,提高帶寬就是提高速率。
舉例來說,如果城市的道路為雙向單車道,也就是同一時刻每個方向只能通行1輛車,1輛車就是當前的帶寬,早晚高峰堵車,中間還是實線,車速能快到哪里。如下圖,沒有CA。
后面,市政把道路擴展到了雙向4車道,同一時刻每個方向可以通行2輛車,也就提升了帶寬。同樣的道理,應用到LTE-A的網絡上,如果只擴寬了下行道路,下行CA;只擴寬了上行道路,上行CA;上下行都擴寬上下行都是CA。
5、上下行多天線增強(Multiple-Input Multiple-Output)
這是指在發射端和接收端分別使用多個發射天線和接收天線,使信號通過發射端與接收端的多個天線傳送和接收,從而改善通信質量。它能充分利用空間資源,通過多個天線實現多發多收,在不增加頻譜資源和天線發射功率的情況下,可以成倍的提高系統信道容量,提升速率。圖例說明如下。
先從簡單的來,從SISO開始。基站和手機各一根天線,基站好比火車站,終端設備好比是家庭,你來我往,只有這一條路,每天都要走,早晚高峰必定堵車無疑。這就是SISO-單輸入單輸出。
為解決出火車站擁堵的問題,市政給出兩種解決方式,一種是道路加寬,也就是前面所說的CA技術。另外一種就是再建一層高架公路,做成雙層道路,也就是2路輸出。這就是SIMO-單輸入多輸出系統。
面對進火車站擁堵的情況,也可用相同的辦法來解決,即再建一條進站的高架,也就是2條輸入。這就是MISO-多輸入單輸出。
如果把出火車站和進火車站的路都改造成雙層, 進出火車站的擁堵問題都解決了。這就是MIMO-多輸入多輸出。
在LTE-A領域,移遠推出的LTE Cat 6模組EG06/EP06/EM06、Cat 12模組EG12/EM12、Cat 16模組EM16、Cat 18模組EG18等已進入量產狀態,正攜手客戶不斷開拓更多類型的高速場景應用。
審核編輯:郭婷
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