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解读全球首份LTE-Advanced Pro移动通信系统白皮书(2):演进型载波聚合技术

在移动通信国际标准组织3GPPLTE Release 8标准版本中,LTE移动通信无线接入网络的峰值数据传输速率最高可达150 Mbit/s(以20 MHz的基础物理带宽)。由于引入了CA(载波聚合)技术,在3GPPLTE Release 10标准版本中,上述数值又得到了一定程度的提升。

 

全球范围内,在2015年,已有主流的移动通信基础网络运营商以2×20 MHz部署载波聚合技术,峰值数据传输速率达到了300 Mbit/s,而且,基于3×20 MHz无线频谱资源来部署的载波聚合技术也即将正式投入商用。

 

1所示为一个具有3CC(成员载波)的载波聚合(所采取的物理带宽分别为位于Band 720 MHzBand 320 MHzBand 2010 MHz)移动通信无线接入网络的实际测试情况(其时接入了150~200个用户),移动数据传输速率超过了370 Mbit/s

 

(2)1

三载波聚合现网的数据传输速率实际测试结果

 

3GPPLTE Release 10标准版本中,业界定义了最高可达5×20 MHz的无线频谱资源聚合配置。此时:如果采取2×2MIMO配置,并同时部署64 QAM调制技术,无线数据传输速率可达1000 Mbit/s;如果采取8×8MIMO配置,无线数据传输速率可达3.9 Gbit/s

 

如果新增可用的无线频谱资源,并部署更多的天线,移动通信无线接入网络的数据传输速率还可以得到进一步的提高。当采取相对较大型的基站天线之时,部署更多幅天线是可以实现的。但是,要在小型设备(比如移动通信终端)之中部署更多数量的天线,则面临更大的挑战。

 

于是,通过采取更多的无线频谱资源,就可更为容易地增大无线带宽能力——比如,为此,3GPPLTE Release 13标准版本(LTE-Advanced Pro)将定义最高可达32个成员载波的载波聚合技术。与之相对比,3GPP LTE Release 89版本仅能聚合120 MHz带宽的载波,3GPP LTE Release 101112版本则能聚合最多520 MHz带宽的载波。因此,LTE-Advanced Pro相比于最早的LTE,无线数据传输速率最大可提高31倍。

 

于此方面,全球移动通信业界所取得的成果为:2010年,以20 MHz带宽达到100 Mbit/s的无线数据传输速率;2015年,以3个具有20 MHz带宽的载波聚合,达到了600 Mbit/s的无线数据传输速率。

 

预计:2017年,以5个具有20 MHz带宽的载波聚合,达到1000 Mbit/s的无线数据传输速率;2020年,以超过15个具有20 MHz带宽的载波聚合,达到高于3 Gbit/s的无线数据传输速率。

 

而在实际的现网部署操作之中,如果同时采取未授权型物理频段资源(比如5 GHz频段),载波聚合技术还将可发挥出更大的效用。

 

Nokia Networks已经演示了通过载波聚合技术达到非常高的无线数据传输速率的原型系统——通过聚合10个载波(每个载波的物理带宽为20 MHz,总的物理带宽为200 MHz。其中既包括TDD载波,也包括FDD载波),使移动通信无线接入网络的数据传输速率达到4.1 Gbit/s

 

 

参考文献

 

[1] Nokia Networks. LTE-Advanced Pro—Pushing LTE capabilities towards 5G[EB/OL].

http://www.gsacom.com/downloads/pdf/nokia_lte-advanced_pro_white_paper_2015.php4, 2015-12-07.

 

[2]李远东. 解读全球首份第四代半移动通信系统白皮书[EB/OL].

http://www.istis.sh.cn/list/list.aspx?id=8642, 2015-04-30.

 


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