來自新華網(wǎng)的新聞，發(fā)改委近日決定組織實施移動互聯(lián)網(wǎng)及第四代移動通信(TD-LTE)產(chǎn)業(yè)化專項。這一消息立即引爆了通信板塊。工信部部長苗圩也對外表示，4G牌照將于今年年底前正式發(fā)放，2G時代稱王的中移動在進入3G時代后漸處于弱勢，如今4G牌照發(fā)布在即，通信領(lǐng)域格局將再次發(fā)生變革。通信領(lǐng)域總是瞬息萬變，技術(shù)革新則是一日千里，如今世界已經(jīng)走進4G時代，那么下一代無線通信技術(shù)將會是什么樣的呢？結(jié)合無線通信技術(shù)特點以及需求，我們對下一代可能成為主流的無線通信技術(shù)進行了調(diào)研學(xué)習(xí)，現(xiàn)將學(xué)習(xí)、調(diào)研情況作一簡要匯報。

LTE-A技術(shù)

根據(jù)國際電信聯(lián)盟在2012年無線電通信全會全體會議上的決議，當(dāng)前國際上采用的4G標(biāo)準(zhǔn)，主要分為兩類，一是基于3GPP的FDD-LTE-Advance的技術(shù)，另外一類是基于IEEE 802.16m的技術(shù)。因為當(dāng)前的3G技術(shù)WCDMA網(wǎng)絡(luò)的升級版HSPA和HSPA+均能夠演化到FDD-LTE這一狀態(tài)，所以這一4G標(biāo)準(zhǔn)獲得了最大的支持，也將是未來4G標(biāo)準(zhǔn)的主流。因此本文也將研究的重點放在LTE這一技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)上。

LTE (Long Term Evolution,長期演進) 項目是3G的演進，它改進并增強了3G的空中接入技術(shù)，采用OFDM和MIMO作為其無線網(wǎng)絡(luò)演進的唯一標(biāo)準(zhǔn)。主要特點是在20MHz頻譜帶寬下能夠提供下行100Mbit/s與上行50Mbit/s的峰值速率，相對于3G網(wǎng)絡(luò)大大的提高了小區(qū)的容量，同時將網(wǎng)絡(luò)延遲大大降低：內(nèi)部單向傳輸時延低于5ms，控制平面從睡眠狀態(tài)到激活狀態(tài)遷移時間低于50ms，從駐留狀態(tài)到激活狀態(tài)的遷移時間小于100ms。

LTE-Advanced技術(shù)是LTE技術(shù)的升級版，其正式名稱為 Further Advancements for E-UTRA，它滿足 ITU-R的IMT-Advanced技術(shù)征集的需求，是3GPP形成歐洲IMT-Advanced技術(shù)提案的一個重要來源。LTE-Advanced是一個后向兼容的技術(shù)，完全兼容LTE，是演進而不是革命，LTE-Advanced的相關(guān)特性如下：

帶寬：100MHz

峰值速率：下行1Gbps，上行500Mbps

峰值頻譜效率：下行30bps/Hz，上行15bps/Hz

針對室內(nèi)環(huán)境進行優(yōu)化

有效支持新頻段和大帶寬應(yīng)用

峰值速率大幅提高，頻譜效率有限的改進

嚴格的講，LTE應(yīng)作為3.9G移動互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，而LTE-Advanced作為4G標(biāo)準(zhǔn)更加確切一些。LTE-Advanced的入圍，包含 TDD和FDD兩種制式，其中TD-SCDMA將能夠進化到TDD制式，而WCDMA網(wǎng)絡(luò)能夠進化到FDD制式。

由于LTE-Advanced在4G中的主流地位，那么下一代的無線通信技術(shù)必將在LTE-Advanced的技術(shù)基礎(chǔ)上進行演進。

LTE-A以LTE為技術(shù)基礎(chǔ)和核心，進行擴充、增強、完善，其特點是：靈活有效的頻譜利用、更高的頻譜效率、簡單優(yōu)化的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，能夠節(jié)省TCO、提供更多的服務(wù)。因此，LTE-A是LTE的平滑演進，后向兼容LTE標(biāo)準(zhǔn)。具體而言，LTE-A需要支持高達100MHz的帶寬；下行峰值速率為1Gbps，頻譜效率提高到30bps/Hz；上行峰值速率為500Mbps，頻譜效率提高到15bps/Hz；下行天線擴展到8×8（發(fā)射8天線、接收8天線），上行天線擴展到4×4。

這些特性的獲取源于LT E-A引入了載波聚合（CA：Carrier Aggregation）、多天線增強（Enhanced MIMO）、多點協(xié)同傳輸（CoMP：Coordinated Multi-point  Tx/Rx）、異構(gòu)網(wǎng)（HetNet：Heterogeneous Network）、自組織網(wǎng)絡(luò)（SON：Self Organization Network）等關(guān)鍵技術(shù)。

下面分別對這些技術(shù)進行

載波聚合（CA）

為了滿足峰值速率要求，即達到上行500Mbps、下行1Gbps的高速率，LTE-A應(yīng)該支持最大100MHz帶寬。然而，現(xiàn)有可用頻譜資源中很難找到如此大的連續(xù)帶寬。因此，LTE-A引入載波聚合這一關(guān)鍵技術(shù)，把分散在多個頻段上的頻譜資源充分利用起來。這樣能夠獲取大帶寬，保證對LTE后向兼容。

LTE當(dāng)前支持的最大帶寬是20MHz，LTE-A聚合多個對LTE后向兼容的載波，可以支持最大100MHz帶寬。在LTE- A系統(tǒng)中，每個子載波對應(yīng)一個獨立的數(shù)據(jù)流，子載波之間數(shù)據(jù)流的聚合方案可以分成兩種：方案 A，子載波的數(shù)據(jù)流在 MAC層聚合；方案B，子載波的數(shù)據(jù)流在物理層聚合

方案A，每個子載波分配一個獨立的傳輸塊在空間復(fù)用的情況下，每個載波分配兩個獨立的傳輸塊，因為每個子載波占用一個獨立的傳輸塊，所以各個子載波都能使用獨立的鏈路自適應(yīng)技術(shù)，聚合子載波可以根據(jù)實際鏈路狀況使用不同的調(diào)制編碼方案。 方案A中，每個子載波都有獨立的 HARQ進程和相應(yīng)的 ACK/NAK反饋，并且每個 RLC實體可以使用LTE 系統(tǒng)中定義的 PDU

方案B，所有子載波共用一個傳輸塊。 在空間復(fù)用的情況下，所有子載波共用兩個傳輸塊， 由于所有子載波使用同一個傳輸塊，需要重新設(shè)計 RLC層中 PDU的大小 ，所有子載波要進行統(tǒng)一的調(diào)制編碼，并且共用一個 HARQ進程和相應(yīng)的 ACK/NAK反饋 ，這樣就會與 LTE 系統(tǒng)原有的物理層 /MAC層/RLC層結(jié)構(gòu)沖突。

兩個方案比較，方案 A可以復(fù)用 LTE 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和設(shè)計，每個載波都有獨立的鏈路自適應(yīng)過程 在聚合跨頻帶子載波的情況下，每個載波使用鏈路自適應(yīng)技術(shù)的效果明顯， 由于方案 A的物理層 /MAC層 /RLC層與 LTE 系統(tǒng)完全相同，具有良好的后向兼容性，因而可以支持 LTE 系統(tǒng)的軟硬件設(shè)備。 方案 B中，由于所有子載波共用一個傳輸塊傳輸，傳輸塊包含的數(shù)據(jù)較多 傳輸塊包含的數(shù)據(jù)過多，HARQ的使用效率變得低下，甚至完全不適合使用HARQ， 因此，方案 B中， HARQ的使用效率過低，完全不適合使用 HARQ技術(shù) 同時，方案 B不兼容LTE 系統(tǒng)，也需要重新設(shè)計物理層 /MAC 層 /RLC層。 通過比較，可以看出方案 A更容易實現(xiàn) LTE 向LTE- A的平滑過渡 因此，方案 A更適合開展后續(xù)的研究

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對后4G和5G的調(diào)研.pdf