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最新版LTE Release 12技术规范综述(二):可增大无线接入网络容量以及用户吞吐的六大新技术

移动通信国际标准组织3GPP 新近发布的LTE Release 12技术规范之中,有三大类型的新功能,本文对其中能增大LTE-Advanced移动通信无线接入网络容量以及用户吞吐的相关新兴技术进行综述。
 
LTE Release 12技术规范在此方向的研究,所聚焦的是城市中移动数据热点区域基于载波聚合技术及大量部署小基站的异构无线接入网络这一应用场景。
 
目前,全球范围内,已经有很多的移动通信基础网络运营商部署多频段类型的LTE移动通信网络,从而可以通过采取载波聚合技术,更有效地利用一些高频段(比如3.5 GHz频段)来建立宏基站与小基站的同时传输机制。
 
综上,3GPP在LTE Release 12技术规范中面向异构网络及多物理频段部署,重点提出了以下的六大新兴技术:
 
1、TDD系统与FDD系统之间的载波聚合技术
 
载波聚合技术最初是由3GPP在其LTE Release 10技术规范之中所提出来的。但在当时的技术条件之下,载波聚合技术却仅限于在采取相同类型双工通信机制的LTE载波之间使用——要么是时分双工系统,要么是频分双工系统。
 
考虑到目前可用于TD-LTE移动通信系统的物理频段资源越来越丰富,而且日本、美国以及欧洲已经部署LTE-FDD移动通信系统的移动通信基础网络运营商对于部署TD-LTE系统的需求越来越大,3GPP在LTE Release 12技术规范中研究并引入了可在TD-LTE系统与LTE-FDD系统之间进行载波聚合的相关技术。通过跨越采取不同双工机制的移动通信系统聚合不同的物理射频频段,移动通信基础网络运营商可以进一步地增大LTE-Advanced移动通信无线接入网络的用户吞吐能力。
 
2、双无线连接技术
 
在载波聚合技术正常运行的过程之中,相关的技术假设为:当同时传输多个LTE射频载波中所承载的移动数据时——比如从同一个移动通信基站进行传输或者从由光纤电缆所连接的不同基站(比如于一个宏基站及一个远端无线射频设备RRE之间)进行传输,由移动回传所引起的延迟是可以忽略不计的。
 
但是,在很多的国家或地区,考虑到相关网络设备相对比较廉价,各移动通信基站通常由可允许一定延迟存在的移动回传网络所连接。
 
因此,考虑到来自不同国家的移动通信基础网络运营商们的相关强劲需求,3GPP在LTE Release 12技术规范中研究并引入了一种被称为“双无线连接”的新兴技术。该技术可通过采取来自不同移动通信基站的多个LTE射频载波,来进一步地增大LTE-Advanced移动通信无线接入网络的用户吞吐能力。
 
在任意两个采取X2协议连接的LTE移动通信基站之间,均可采取双无线连接技术来使用不同的LTE射频载波同时进行通信。从而,在已经部署了多种类型移动通信基站的应用场景之中,移动通信基础网络运营商就可通过此种方式来提高无线接入网络的用户数据吞吐量。
 
3、高级小基站技术
 
3GPP在LTE Release 12技术规范的研究与制定过程之中,于小基站网络部署方面,讨论了可用于密集/超高密集部署小基站的各种技术,并冠之以统一的名称SCE(Small Cell Enhancements,小基站增强)。
 
高级小基站技术的核心理念包括:(1)在下行信道采取更为高阶的子载波调制技术,比如256 QAM;(2)于载波聚合期间的小基站开/关切换技术以及小基站发现技术——可用于减小密集/超高密集部署环境中,小基站之间的相互干扰(当某些小基站被移动通信终端视为SCells(Secondary Cells,次级基站)之时)。
 
采取上述的高级小基站技术,移动通信基础网络运营商们有望进一步地增大LTE-Advanced移动通信无线接入网络容量以及用户吞吐量。
 
4、基于网络补充信息的终端干扰抑制技术
 
移动通信终端干扰抑制技术最初是由3GPP在其LTE Release 11技术规范之中所提出来的。但在当时的技术条件之下,仅能采用/基于终端自身所能获取到的有限信息来实现。
 
而在3GPP最新发布的LTE Release 12技术规范之中,终端干扰抑制技术还可以采用/基于相邻基站信息或者由本基站所提供的无线接入网络信息来实现。从而,采取基于网络补充信息的终端干扰抑制技术,移动通信基础网络运营商们有望进一步地增大LTE-Advanced移动通信无线接入网络容量以及用户吞吐量。
 
5、下行大规模天线技术的演进版
 
下行MIMO(Multiple Input Multiple Output,多输入与多输出)技术在3GPP最新发布的LTE Release 12技术规范之中得到了进一步的演进,以使得移动通信基础网络运营商们有望进一步地增大LTE-Advanced移动通信无线接入网络容量以及用户吞吐量。
 
在LTE Release 12技术规范之中,相关技术为“多用户MIMO传输”,于移动通信基站侧部署四副彼此间相互正交极化天线,并最新引入了“codebook(编码本)”这一概念,以实现相较于LTE Release 8技术规范之中多天线技术更大的精度。
 
此外,LTE Release 12技术规范还引入了一种最新的反馈模式——移动通信终端把诸如CQI(Channel Quality Indicators,(无线)信道质量信息)等关键信息反馈提供给移动通信基站(通过用于隔离系统带宽的子频带来传输相关信息)。
 
6、移动通信基站之间的多点协作传输技术
 
多点协作传输技术最初是由3GPP在其LTE Release 11技术规范之中所提出来的。于当时的技术条件之下,所能实现的是:在通过一定媒介(比如光纤电缆)相连接的宏基站以及远端无线射频设备RRE之间(其中的传输延迟是可以忽略不计的),进行无线发射与接收之间的有源多点协作传输协调。
 
而在3GPP最新发布的LTE Release 12技术规范之中,无线发射与接收之间的多点协作传输协调则是发生于允许存在一定传输延迟的相互连接的移动通信基站,并定义了相关的移动回传信令,以确保相关工作流程的正常运行。
 
该技术使得面向多个移动通信基站的半静态站点间干扰控制能够得以实现,并将可进一步地增大移动通信无线接入网络的数据吞吐能力——尤其是对于处于基站小区边缘位置的移动宽带接入用户而言。
 
 
参考文献:
 
[1] Satoshi, Nagata, Kazuaki, Takeda, Hideaki, Takahashi. LTE-Advanced Release 12 Standardization Technology Overview[J]. NTT DOCOMO Technical Journal, 2015, 17(02): 31-35.
 
本文作者为上海情报服务平台兼职情报分析员

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