LTE-A对比LTE有何优势

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日前，韩国电信运营商SK电讯宣布正式启动三频LTE-A的商用，同时，三星官方发布首款支持LTE-A Tri-Band CA的智能手机：Galaxy Note 4 LTE-A。实际上，早在今年1月份，SK电讯就宣布成功开发出全球第一个“LTE-A三频段载波聚合”技术。此次披露的Galaxy Note 4 LTE-A配备高通最新的64 位Snapdragon 810 处理器、集成LTE-A Cat.9调制解调器，标志三频LTE-A商用的相应芯片组和设备已经成熟。
           
          在此之前，载波聚合已经实现两个频段，香港移动通讯（CSL） 去年9月实现最高的20MHz+20MHz，韩国人则第一次实现了三频段的载波聚合，确切地说是20MHz+10MHz+10MHz，虽看起来频段总和相 近，理论最高下载速率也都达到300Mbps（测算下来，下载一部1GB电影只需19秒即可），但三频段载波聚合代表更为复杂的技术突破。
           
          LTE-A的技术特点
          何谓LTE-A？有些报道将SK电讯此轮商用的三频LTE-A称为第五代通信，实际上是对LTE-A和LTE理解的偏差。
           
          严格来讲，LTE-A是LTE技术的进一步演进版本。2004年11月的魁北克会议上，3GPP确定3G系统的长期演进计划（Long Term Evolution），也就是后来广为人知的LTE。2008年3月，国际电信联盟(ITU)基本完成LTE的标准化工作。LTE的头两个版本 Release8和Release9，并没有满足ITU对4G的1Gbit/s的峰值要求，一般被称为3.9G或准4G。此后，在R8/R9基础上推出的 LTE R10，融合了新的技术架构，真正达到ITU的峰值速率要求，LTE R10及后续的版本被称为LTE-Advanced（LTE-A），才算得上真正的4G。2012年1月，ITU通过LTE-A作为4G技术之一，目前 LTE R12正在标准认证。
           
          LTE-A并不是一项独立的技术，而是由R10及后续版本标准中的载波聚合、高阶MIMO、增强小区间干扰协调、中继等一系列增强特性构成的技术集。
           
          1、载波聚合
          频谱资源总是有限的，尤其是网络流量井喷的市场环境下，要实现LTE-A的高峰值要求，最直接的办法就是增加传输带宽。载波聚合旨在将多个连续或者离散的带 宽较窄的载波聚合在一起，形成一个更宽的完整频谱，不仅满足了LTE-A系统更高的系统带宽的需求，又能有效地利用碎片化的频谱资源。
           
          LTE 采用OFDM多址技术，将高速数据流通过串并变换，以子载波为单位分配频率资源，按照不同的子载波数目，可支持1.4、3、5、10、15和20MHz各 种不同的系统带宽，最大传输带宽为20MHz。LTE-A通过聚合多个后向兼容的LTE载波，最多支持5个载波同时聚合，达到支持100MHz的传输带 宽。LTE-A的终端设备，既可以接入多个载波，也可以正常接入一个LTE载波进行工作。
           
          可以说，载波聚合是LTE-A系统大带宽运行的基础，是LTE-A的重要组成部分和关注的焦点。对运营商而言，载波聚合技术决定是否能取得“峰值速率优势”。SK电讯的三频LTE-A可理解为实现3个LTE载波同时聚合。
           
          2、高阶MIMO
          高阶MIMO技术是LTE系统提高吞吐量的又一项关键技术，也是4G的代表技术之一。在不增加带宽的情况下，通过在发射端和接收端采用多个天线，成倍地提高 通信系统的容量和频谱利用率。Release 8版本最多可支持4个数据流的并行传输，在20MHz带宽的下最多实现超过300Mbit/s的峰值速率。LTE-A下行传输由LTE的4天线扩展到8天 线，最大支持8层和两个码字流的传输，2011年和2012年分别完成的R10和R11，下行峰值速率可增加到3Gbit/s，下行峰值频谱效率可增加到 30bit/s/Hz。
           
          3、无线中继（Relay）技术
          传统基站需在站点上提供有线链路 的连接以进行“回程传输”，而中继站通过无线链路进行网络端的回程传输，体积小、重量轻、易于选址。借助中继站的接力转发，可将网络覆盖范围拓展到小区以 外的区域及其他覆盖盲区，同时，通过减小信号的传播距离，从而有效提高热点地区的数据吞吐量，保证网络质量。
         
          风起云涌，LTE-A大潮已到
          韩国此番推出的LTE-A三频段载波聚合技术，给还没闹明白TDD和FDD的国内民众，舒展开一幅风起云涌的LTE-A大潮。
           
          LTE 用户展现出巨大的数据流量消费能力。数据显示，2014年前4个月，香港地区LTE用户的平均数据使用量几乎是3G用户的两倍，美国运营商Verizon 2013年7月就宣布网内57%的移动数据流量由LTE传送。对4G用户的数据流量消费挖掘与运营商应对“管道化”危机保持高度的方向一致。
           
          但另一个令运营商尴尬的事实是：WiFi仍扮演着承担用户快速提升的数据需求的重要角色。在所有主要的LTE市场，WiFi数据仍占所移动数据总量的 75%-90%。换言之，用户的数据需求快速提升，但容量大幅提升的4G网络，对多数情况下较大的数据流量处理的分流效应并未完全显现出来。
           
          用高铁的例子来讲，可以更好地理解其中滋味。高铁闹腾了半天，最后发现大家伙都去坐动车了，或者远距离的都选择飞机，随着高铁技术的进步，高铁决定推出远距离卧铺高铁和城际高铁。
           
          随着LTE-A商用进程的加快和技术成本优势，2014年LTE-A网络部署得到运营商的大力推动。根据GSA的统计，截至2014年10月，全球已有14 个国家的21家运营商推出了基于载波聚合技术的LTE-A商用网络，包括日本、韩国、美国、法国等，另有超过79家运营商正在开展网络部署或试验。
           
          以香港、韩国为先导的LTE-A商用进程，近期的步伐逐渐加快。作为LTE-A商用网络推进最为激进的国家，韩国三大运营商均已推出基于载波聚合的LTE- A服务，全国已经拥有LTE-A基站将近21万个，占LTE基站数的47%（将近一半的LTE基站都已升级为LTE-A基站！）。2014年12月，新加坡电信运营商第一通（M1）、新加坡电信（SingTel）密集宣布开通商用LTE-A网络，承诺所有拥有兼容设备的4G客户将能够使用LTE-A服务， 且无需额外付费；澳洲电讯宣布开启LTE-A商用；同时，沙特阿拉伯运营商STC推出目前全球唯一的TDD LTE-A网络。