第四代通讯技术的进化LTE-A

Aeroflex资深业务经理尹松龄谈LTE-A技术。

在LTE逐渐在全球各地建立，成为第四代通讯标准的接班人之际，针对既有LTE技术所强化的LTE Advanced进化版(LTE-A)，以400MHz~4GHz频谱的20MHz带宽多重载波聚合技术，结合多天线MIMO通道技术，大幅提升下载？上传速率；并导入多点协调传输与远程中继等技术，强化移动通讯在基站服务覆盖率与协同合作…

LTE日渐普及 LTE-A技术蓄势待发

Aeroflex资深业务经理尹松龄表示，当前美国加州、欧洲等地电信营运商已经提供LTE服务，他认为真正完美的第四代通讯标准(4G)就是目前正在制定中的LTE-A(LTE Advanced)，ITU国际电信联盟的相关规范中，2007年WRC-07确认LTE-A频谱(Spectrum)，2008年确认IMT-Advanced相关规范并于2011年Q1 IMT-Advanced规格定案；3GPP部分则在2007年39周批准LTE-Advanced相关规范，2009年44周提交初期技术草案并完成评估，2010年底通过Rel10规范。目前LTE规格是IMT/3GPP的Rel-8与Rel-9，而LTE-A是位于Rel-10与未来Rel-11的技术等级。

尹松龄进一步说明LTE-A的技术关键点，它定位为既有LTE技术的改良强化版，定义上能以既有LTE Rel8的通讯、机台设备兼容且可向上升级之外，在技术上已超越ITU IMT-Advanced而达到ITU-R无线电通信的规格需求。像初期Rel-10为了提升传输速率，把载波带宽拉高到100Mhz，但在许多国家都不易找到可连续性使用100MHz带宽的频谱，因此LTE-A从400MHz到4GHz频谱段，使用多个20MHz带宽的多重载波聚合(Carrier Aggregation)，仅占用约50MHz的频谱带宽；相对于LTE的4x4通道技术，LTE-A以MIMO多重天线收发技术，提供了最多8x8 MIMO DL(8个下载通道)、4x4 MIMO UL(4个上传通道)的能力，下载？上传速率可达到1Gbps、500Mbps，并导入将来纳入Rel 11规范的CoMP 协同多点传输机制与3GPP Rel8规范的中继传输(Relays)功能。

LTE-A使频谱使用弹性化 中继传输提升覆盖率并易于建置异质性网络

在移动网络服务布建中，使用载波的频率高低影响传输率与覆盖率甚钜，载波频率高则传输速率高但覆盖率较低，目前LTE需使用至少连续带宽20MHz的载波，但地区营运商不见得有连续20MHz的频谱可使用，LTE-A可以缩减到仅以10MHz带宽的多重载波，配合高低频的载波聚合技术，同时兼顾传输速率雨滴地台覆盖率的需求。在2011年2月9日西班牙巴塞隆纳举办的移动通讯大会(MWC’11)中，由诺基亚西门子(Nokia Siemens；NSN)首度展示LTE-A技术的实机展示，以两个2x2@20MHz的两个载波聚合技术，达成300Mbps的下载速率。

LTE-A导入了8x8 MIMO DL通道的传输机制，针对搭配MIMO的连线终端(平板或笔记本电脑)，最高可使用到8个下载通道而达到1Gbps下行传输速率；LTE-A基站也能做带宽调度，让不具备MIMO的智能手机与MIMO笔记本电脑能同时上网共存；若此时仅MIMO连线终端上网，则享有最高500Mbps的上行速率。

尹松龄指出过去一个小基站大约服务几百个移动联网需求，今日则需应付到1,000多个，造成基站的负荷过重。因此LTE-A在基站导入CoMP(Co-ordinated Multi-point Transmission协同多点传输机制)，它具备Joint Transmission/ Dynamic Cell Selection(加入并联合传输？基站动态选择)机制，可由相邻两个基站对单一连线终端做并联传输，以及多个连线终端上线时的基站动态切换，单一连线终端也可跟多个基站并联连在线传，以平衡移动基站的负载。

他也提到LTE-A延伸了3GPP在Rel8定义的中继传输(relays)功能，也就是可针对偏远或需要强化传输速率地点设立射频放大功能的无线中继站，而无需设立完整功能的基站(eNB)；无线中继站预留回程连接控制能力，所使用的射频电波可以是Inband(频内)或Outband(频外)的设计，这项特质特别适合于由各种不同覆盖范围的巨型基站(macrocell)、微基站(microcell)、及建筑物内picotocell以及个人使用的femtocell等微微型基站，所组成的异质性通讯网络的布设。

Aeroflex提供完整的LTE到LTE-A的测试设备解决方案

尹松龄介绍Aeroflex针对单一连线装置(UE)研发的TM500测试终端设备，大小跟一台微波炉相当。TM500支持3GPP组织LTE蓝图的一切规范，像波束成型(BeamForming)、eMBMS进阶广播与群播服务(enhanced Multimedia Broadcast Multicast Control)以及4x2 MIMO上行？下行传输，以提供业界在真实LTE连线环境下的测试其LTE终端产品并验证干扰消除、载波聚合等功能；而EAST500则是弹性化软件调整的无线射频的准基站测试系统，可应付上千个LTE/LTE-A联网装置的连接测试，它提供LTE-A载波聚合技术、高端MIMO数据传输，以及具备能源效率的自我统筹网络(Self Organising Networks；SON)能力。

他提到目前AeroFlex推出TM500 Single-UE LTE-A测试设备，已内建符合2010 年12月LTE Rel-10相关变动规范，支持每一段20Mhz带宽的双载波聚合功能，提供2 Rx@40Mhz DL与1Tx@40MHz UL连线测试能力，并支持300Mbps下行速度与MIMO UL 50Mbps上行速度。而先前的TM500机台只要支持到LTE Rel-8 CAT-4，就可藉由硬件升级到符合Rel-10的40 MHz载波聚合装置，搭配软件的更新，额外提供2x2@40MHz FDD分频与2x2@40MHz分时LTE-A连线测试，提供4x2 DL 300Mbps下行速度与MIMO UL 50Mbps上行速度。

尹松龄总结TM500是相当具备吸引力的LTE-A测试方案，不仅它是已上市且具有一定市场口碑的产品，通过第三方业者验证，还可针对客户的展示需要添加订制化的功能，可因应不同国家的多重频谱设计，可因应终端产品进行OTA(Over the Air) 3D场型量测的需求，帮助业界在目前仍处于LTE布建阶段的硬件开发整合，以降低商品化上市的风险。