中國(guó)集群通信網(wǎng)
5G前奏：LTE-A Pro技術(shù)持續(xù)發(fā)展
業(yè)界廣泛認(rèn)為移動(dòng)通信十年一個(gè)周期，目前第四代移動(dòng)通信技術(shù)LTE已在全球大規(guī)模商用，第五代移動(dòng)通信的技術(shù)研究和標(biāo)準(zhǔn)化提上議程。目前移動(dòng)通信界已達(dá)成共識(shí)，5G階段將有全新的空中接口和網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，同時(shí)LTE-Advanced將會(huì)持續(xù)演進(jìn)，并將成為5G重要的一部分，此外，5G新空中接口將與LTE-Advanced增強(qiáng)技術(shù)緊密配合，提升整網(wǎng)性能。
移動(dòng)寬帶能力的進(jìn)一步提升
引入全維多天線進(jìn)一步提升系統(tǒng)容量�；贠FDM的LTE易于引入多天線技術(shù)，從LTE最初版本R8到LTE-A Pro即R13/R14，多天線技術(shù)持續(xù)增強(qiáng)�；谟性刺炀�的全維多天線可以在水平波束賦形基礎(chǔ)上進(jìn)行垂直波束賦形，從而實(shí)現(xiàn)密集城市中對(duì)不同樓層的覆蓋，支持高階多用戶MIMO，實(shí)現(xiàn)小區(qū)內(nèi)和小區(qū)間干擾協(xié)調(diào)。LTE-A ProR13版本支持最大16端口的全維MIMO，R14在R13基礎(chǔ)上進(jìn)一步擴(kuò)展端口能力，支持最大32端口的全維MIMO。未來(lái)的5G系統(tǒng)將支持更多端口的全維多天線，如64端口、128端口。
載波聚合有效地利用各種離散頻譜。LTE向更多載波數(shù)、不同類型頻譜、更多技術(shù)間的載波聚合發(fā)展。LTE-AR10階段支持5個(gè)載波的聚合（即支持100Mhz帶寬），LTE-A Pro中支持32個(gè)載波的聚合，即最大640Mhz帶寬，支持的峰值速率達(dá)到10Gbps，系統(tǒng)吞吐量達(dá)到2Gbps。
在移動(dòng)寬帶基本業(yè)務(wù)能力方面，LTE-A Pro及演進(jìn)的能力基本匹配5G需求，但面向5G的虛擬現(xiàn)實(shí)等時(shí)延敏感型業(yè)務(wù)，LTE-A Pro技術(shù)還需要進(jìn)一步優(yōu)化。
技術(shù)和資源整合
1.LTE與WLAN深度融合
隨著產(chǎn)業(yè)的整合，越來(lái)越多的設(shè)備提供商具備多技術(shù)研發(fā)能力，這為多技術(shù)間深度融合提供了基礎(chǔ)和動(dòng)力。隨著LTE-A系統(tǒng)自身能力的逐步完善和穩(wěn)定，3GPP開始研究如何能更好地實(shí)現(xiàn)LTE與WLAN技術(shù)的融合，提升用戶體驗(yàn)和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量。最初，蜂窩技術(shù)通過(guò)統(tǒng)一業(yè)務(wù)和網(wǎng)絡(luò)管理、策略控制、無(wú)線資源管理等緊方式實(shí)現(xiàn)與WLAN的融合發(fā)展，WLAN作為一種無(wú)線技術(shù)融入蜂窩網(wǎng)絡(luò)。隨著越來(lái)越多的LTE-A和WLAN雙�；驹O(shè)備的規(guī)劃與研發(fā)，兩個(gè)技術(shù)間信息的共享使得更深度融合成為可能，目標(biāo)實(shí)現(xiàn)智能分流控制、無(wú)縫漫游及無(wú)縫業(yè)務(wù)分流，運(yùn)營(yíng)商在設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)部署和資費(fèi)上，整合蜂窩和WLAN資源。
從網(wǎng)絡(luò)側(cè)到無(wú)線側(cè)，3GPP和WLAN實(shí)現(xiàn)更精細(xì)化、更深度融合。最初，網(wǎng)絡(luò)側(cè)提供有助于網(wǎng)絡(luò)發(fā)現(xiàn)和選擇的數(shù)據(jù)及策略，實(shí)現(xiàn)輔助網(wǎng)絡(luò)發(fā)現(xiàn)和選擇（ANDSF）。在無(wú)線側(cè)，LTE與WLAN從融合到聚合。LTE與WLAN融合是指通過(guò)RAN系統(tǒng)廣播或?qū)Ｓ眯帕畎l(fā)送WLAN詳細(xì)信息，輔助接入網(wǎng)選擇和業(yè)務(wù)路由。在LTE-A Pro階段，3GPP進(jìn)一步研究LTE與WLAN的聚合，即采用載波聚合或雙連接架構(gòu)，在無(wú)線側(cè)將LTE和WLAN無(wú)線資源進(jìn)行聚合，實(shí)現(xiàn)在支持WLAN接入的同時(shí)，WLAN對(duì)核心網(wǎng)是透明的。
2.使用免許可頻譜資源
許可頻譜是移動(dòng)通信運(yùn)營(yíng)商保障服務(wù)和用戶體驗(yàn)的最高優(yōu)先級(jí)考慮，但隨著可用許可頻譜資源的日益匱乏，并且免許可頻譜總存量與許可頻譜相當(dāng)，借用免許可頻譜來(lái)滿足不斷增長(zhǎng)的業(yè)務(wù)需求已成為運(yùn)營(yíng)商的重要補(bǔ)充。目前運(yùn)營(yíng)商在免許可頻譜上使用WLAN，用以蜂窩數(shù)據(jù)的分流，但運(yùn)營(yíng)商希望使用統(tǒng)一的框架來(lái)管理許可頻譜和免許可頻譜，實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、統(tǒng)一核心網(wǎng)單元、統(tǒng)一的移動(dòng)性和安全框架，提出進(jìn)一步優(yōu)化免許可頻譜上使用的技術(shù)，免許可LTE技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。
免許可LTE技術(shù)面向運(yùn)營(yíng)商市場(chǎng)，與運(yùn)營(yíng)商現(xiàn)有許可頻譜捆綁使用。與同樣使用免許可頻譜的WLAN不同，免許可LTE技術(shù)聚焦運(yùn)營(yíng)商場(chǎng)景，主要應(yīng)用于室內(nèi)和室外熱點(diǎn)場(chǎng)景，目前不考慮企業(yè)市場(chǎng)的應(yīng)用。為確保網(wǎng)絡(luò)的整體服務(wù)質(zhì)量，并避免未來(lái)可能的外部競(jìng)爭(zhēng)，目前LAA中免許可頻譜自身不能獨(dú)立工作和組網(wǎng)，僅負(fù)責(zé)容量提升，必須通過(guò)被許可頻譜聚合才能使用，也就是說(shuō)用戶必須先通過(guò)許可頻譜接入系統(tǒng)，然后通過(guò)許可頻譜的調(diào)度，用戶才可以使用免許可頻譜資源。為了滿足不同區(qū)域免許可頻譜的管制要求，LAA采用“發(fā)送前監(jiān)聽”的信道占用和接入方案，支持最大傳輸時(shí)間受限的非連續(xù)傳輸、動(dòng)態(tài)的頻率選擇、載波選擇等機(jī)制。
面向免許可頻譜，3GPP為運(yùn)營(yíng)商提供了多套方案，同時(shí)IEEE也正在面向運(yùn)營(yíng)市場(chǎng)優(yōu)化WLAN技術(shù)，這些方案都能在一定程度上解決目前運(yùn)營(yíng)商面臨的問(wèn)題，但解決問(wèn)題的程度不同，涉及的產(chǎn)業(yè)陣營(yíng)和利益環(huán)節(jié)不同，具體市場(chǎng)的成功與否還取決于成本、產(chǎn)業(yè)和市場(chǎng)模式推動(dòng)等因素。
業(yè)務(wù)能力擴(kuò)展
LTE-A Pro在進(jìn)一步提升移動(dòng)寬帶能力的同時(shí)，積極拓展業(yè)務(wù)能力，向垂直行業(yè)延伸，擴(kuò)大市場(chǎng)規(guī)模。
LTE-A Pro面向大規(guī)模物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用提供解決方案。從R10開始，3GPP啟動(dòng)面向物聯(lián)網(wǎng)的L技術(shù)優(yōu)化。LTE-A Pro在面向大規(guī)模物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用方面主要包含兩條技術(shù)路線：窄帶物聯(lián)網(wǎng)NB-IoT和增強(qiáng)機(jī)器類型通信eMTC。NB-IoT系統(tǒng)帶寬為180kHz，主要支持?jǐn)?shù)據(jù)速率約為100kbps、低功率、廣覆蓋（LPWA）物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，如抄表、消防監(jiān)控、環(huán)境監(jiān)測(cè)、智能停車等。NB-IoT主要解決廣覆蓋、低終端耗電、低終端成本的問(wèn)題，NB-IoT系統(tǒng)帶寬為180kbps，支持三種部署模式：獨(dú)立部署、LTE保護(hù)帶部署、LTE帶內(nèi)部署場(chǎng)景。eMTC系統(tǒng)帶寬為1.4Mhz，主要支持面向數(shù)據(jù)速率約為1Mbps的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，如智能家電、物流跟蹤等，eMTC支持LTE帶內(nèi)部署，即在LTE系統(tǒng)帶寬內(nèi)選取1.4Mhz資源用于eMTC。預(yù)計(jì)NB-IoT和eMTC產(chǎn)品最早于今年年底或明年年初面世。
基于LTE的車聯(lián)網(wǎng)（LTE-V）是LTE-A Pro的重要發(fā)展方向。車聯(lián)網(wǎng)、智能汽車加速發(fā)展，現(xiàn)有的車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)IEEE 802.11p存在一定技術(shù)缺陷，難以完全滿足V2X應(yīng)用需求，為L(zhǎng)TE-V留下了市場(chǎng)空間。整體上來(lái)講，車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展包含兩個(gè)階段，第一階段為行駛安全，提升交通效率；第二階段為自動(dòng)駕駛。兩個(gè)階段相比，第一階段對(duì)車輛之間廣播通信的容量有較高要求，第二階段對(duì)時(shí)延和可靠性有很高要求。LTE-A Pro目前正面向第一階段開展標(biāo)準(zhǔn)化工作。LTE-V包含車車通信、車-基站/設(shè)施通信，其中車車通信基于LTE終端直通技術(shù)進(jìn)行增強(qiáng)，重點(diǎn)研究高速移動(dòng)物理層、同步、資源分配與調(diào)度等技術(shù)方案；車-基站/設(shè)施通信在傳統(tǒng)蜂窩技術(shù)上增強(qiáng)，重點(diǎn)研究相關(guān)的系統(tǒng)架構(gòu)，增強(qiáng)現(xiàn)有的兩種廣播模式，同時(shí)增強(qiáng)上行持續(xù)調(diào)度傳輸機(jī)制等。
LTE-A Pro面向垂直行業(yè)應(yīng)用深度優(yōu)化，在滿足垂直行業(yè)應(yīng)用需求的同時(shí)，也希望依托蜂窩移動(dòng)通信產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)，打破長(zhǎng)期存在的物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)碎片化局面，為行業(yè)用戶提供全球標(biāo)準(zhǔn)化的技術(shù)解決方案。
目前，3GPP已啟動(dòng)5G新空口技術(shù)預(yù)研，與此同時(shí)，LTE-A Pro也將持續(xù)發(fā)展，比如面向大規(guī)模物聯(lián)網(wǎng)的增強(qiáng)、低時(shí)延優(yōu)化等等，LTE-A pro技術(shù)研究中積累的經(jīng)驗(yàn)也將應(yīng)用于5G新空口技術(shù)的研究。
(責(zé)任編輯：李俊勇)