4G网络技术新境界：跨制式CA及业界首创四模BBU

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随着移动互联网的发展，数据业务需求呈爆炸式增长，同时，新型移动业务的发展日新月异，每天都有上千款新的移动应用在各大平台“抢夺”用户。要提升用户感知，对于网络容量和速率的要求越来越高，亟须通过多种方式提升网络容量，如MIMO增强、高阶调制和异构网络部署等，其中载波聚合通过频谱扩展的方式提升网络容量成为应对数据业务爆炸式增长最为有效的手段之一，受到广泛关注。
       
        载波聚合是LTE-A的核心技术，可以把相同或不同频段下的两个以上的载波合并为一个信道，成倍提高LTE小区的峰值速率。同时该技术还可有效规避邻区同频干扰，提升LTE网络的性能，更灵活地实现主辅小区间的负载均衡，提升网络容量。载波聚合技术的应用，能够让运营商为移动用户提供更高速、更丰富的业务体验，更好地应对数据业务流量的爆发式增长，提高LTE网络的竞争。
       
        运营商从2013年开始已经陆续进行了载波聚合的商用化部署，如北美的Verizon、Sprint，韩国的SKT、KT等，随着终端等产业链的不断完善，载波聚合全球部署的规模逐渐增大。早在2013年亚洲通信展上，中兴通讯在业界首家现场演示了F+D跨频段4载波的载波聚合（CA），演示速率达到1Gbps.实际应用中，香港移动通讯有限公司（CSL Limited）联合中兴通讯演示了现网中1800MHz+2600MHz跨频段载波聚合（CA），演示速率达到300Mbps，中国移动也一直走在TDD载波聚合的最前列。而如今，中兴通讯更进一步积极创新致力于跨制式FDD

       
       
       
        图1 对称和非对称载波聚合示例
       
        图2 多模BBU
         

         
        载波聚合是未来网络容量提升的核心技术
       
        在4G网络的建设过程中，运营商的可用频谱具有以下几个特点：一是随着4G的规模化发展，运营商已经或即将获取到的LTE频谱资源日趋丰富；二是随着2G/3G逐渐退服，释放出大量频谱资源，但同时这些频谱资源又具有带宽小和离散不连续等特点；三是运营商在FDD频谱基础上，同时又获取到了大量的TDD可用频谱，但是利用效率有待提高。针对上述特点，在频谱资源日益宝贵的市场环境下，载波聚合技术为拥有分散的、不连续频谱资源的客户带来了福音——可以聚合多个载波，极大提高了频谱利用率，降低了建网和运营成本。
       
        载波聚合，通过多个连续或者非连续的分量载波聚合获取更大的传输带宽，从而获取更高的峰值速率和吞吐量。为了实现LTE向LTE-A的平滑升级，降低运营商的建网成本以及保持与LTE系统的良好兼容性，LTE-A在Rel-10中限定进行聚合的每个分量载波完全兼容LTE终端，每个载波带宽为LTE现有带宽，同时每个分量载波都包含同步和广播等系统信息。参与聚合的载波可以是连续的，可以是非连续的，各个载波可以位于同一频段，也可以位于不同频段，分为带内连续载波聚合，带内非连续载波聚合以及带间非连续载波聚合。
       
        载波聚合首次在3GPP Rel-10版本引入，并对载波聚合基本架构和关键技术进行了标准化，并在Rel-11版本针对部分遗留问题如上行载波聚合和不同配比TDD载波聚合等进行了标准化，并根据不同区域运营商需求完善了多种频段和带宽组合场景的标准化；对于FDD+TDD的载波聚合在3GPP Rel-12版本引入，并在2104Q2实现了功能冻结。
       
        因此，聚合载波可以是同制式的，也可以是不同制式的。
       
        TDD系统中LTE每个小区对应一个下行载波和一个上行载波（对于TDD工作在相同载波或频段上），每个UE接入到一个小区中。在载波聚合中，引入了多个载波的概念，考虑到上下行的非对称，LTE-A载波聚合中对应的每个小区对应一个DL载波和可选的上行载波，载波聚合的概念在高层看来也就相当于小区的聚合，每个UE可以同时接入到多个小区。
       
        在FDD系统中，考虑到上下行业务的非对称性，载波聚合可以同时支持上下行对称频谱聚合和上下行非对称频谱聚合。同时考虑下行业务量通常大于上行业务量，Rel-10中仅考虑下行载波个数大于等于上行载波个数的情况，如图1所示，其中下行两载波聚合，上行单载波，此时DL CC1和DL CC2的HARQ和CSI等信息都通过UL CC1来反馈，图中箭头表示上下行载波的linkage关系。
         
          跨制式载波聚合方案降低建网运营成本
       
        中兴通讯的FDD+TDD跨制式载波聚合（Carrier Aggregation）将FDD/TDD LTE融合为类同制式同小区，结合运营商频段的利用情况，可充分利用有效频段资源，降低建网运营成本，并具有以下明显优势：
       
        ——覆盖扩展：对于多个小区的聚合，具备覆盖优势的FDD-LTE小区作为主小区，有效提升整网的覆盖效果，降低UE的切换频率。
       
        ——提高单用户的吞吐率、改善用户体验：处于高频段的TDD弱覆盖/边缘区域，通过跨制式CA，调度TDD与FDD资源，提高单用户数据业务速率，改善用户体验。
       
        ——负荷均衡更灵活，减少切换频率：非CA下，不同小区的负荷均衡仅能通过切换的方式完成，在CA模式下，用户在多个聚合小区进行灵活调度，提高聚合小区的资源利用率，使UE在负荷较小的小区上获得更多的调度机会，更高的吞吐率，从而提升小区整体的吞吐率，提升用户感知。
       
        基于FDD/TDD融合建网，为了更好地实现跨制式CA，中兴通讯秉承“基于客户需求快速创新”的理念，整合无线平台资源融合多元技术，面向未来移动网络发展，业界首创多模BBU，相比于原有的双模BBU，多模BBU亦是基于MicroTCA架构，但突破性地支持更多无线接入制式，单BBU同时支持2G/3G/4G，TDD LTE和FDD LTE可配置在一块主控板上如图2所示，可实现FDD/TDD负荷分担、话务均衡，具备多载波调度效率高、统一算法和调度策略、支持集中式调度器等方案优势，是实现FDD和TDD深度融合及跨制式载波聚合的最佳方案。
       
        多模BBU产品的特色：
       
        ——面向2G/3G/4G的SDR软件平台：采用MicroTCA架构设计，全球发货量已达25万套，成熟稳定。
       
        ——高集成度、大容量，多模配置适应多制式并存：支持大容量，单基带板集成度高，同时可以支持2G/3G/4G.
       
        ——支持基带池交换，基带资源共享：根据话务量灵活调度基带资源，实现基带资源共享，适应各种话务分布场景。灵活的基带资源调度可统一规划容量，合理均衡话务，解决潮汐现象；节约设备投资成本，降低资产闲置率。
       
        ——插箱式设计，布设灵活：可安装于标准19英寸机架内，也可采用室内挂墙、落地等方式独立安装，占地面积小，安装灵活。
       
        随着用户对使用体验要求的提升，以及频谱资源的日益珍贵，未来，频谱资源聚合使用是网络演进的大势所趋。国际上，几乎所有先进的LTE运营商都在积极部署载波聚合，尽可能把手中的频谱资源聚合使用。在国内，中国移动走在TDD载波聚合的前列，中国电信和中国联通对载波聚合都比较关注，当前正在进行相关的测试工作，预计在2014年年底或2015年开展规模化部署。TDD与FDD之间的载波聚合也将为TDD和FDD开创LTE的新境界，多模BBU将为跨制式CA提供坚实的基础，LTE网络将能够在承载巨大数据流量的同时，为用户带来更好的感知，节约更多的频谱资源，帮助运营商在网络流量中找到“黄金屋”。