從去年起，中國移動就在國內開展了大規(guī)模的TD-LTE試驗網(wǎng)絡建設。今年更是將在國內百余城市建設TD-LTE網(wǎng)絡。而目前，大部分TD-LTE基站采用F頻段作為其覆蓋的主要頻段。據(jù)了解，截至目前，F(xiàn)頻段可供TD-LTE使用的頻譜資源僅有20M。這對F頻段TD-LTE未來應對大規(guī)模用戶進行擴容帶來了頻率上的短板，同時隨著移動互聯(lián)網(wǎng)應用不斷豐富，人們對于網(wǎng)速提升需求旺盛。這為LTE提出了新的挑戰(zhàn)。不過，通過載波聚合技術將有效提升網(wǎng)絡價值以應對未來容量與速率的需求。

愛立信東北亞區(qū)客戶交流與咨詢部系統(tǒng)架構師陳濤在接受《通信產(chǎn)業(yè)報》(網(wǎng))記者采訪時表示，受智能終端和業(yè)務應用所帶來的影響，全球各地的移動寬帶網(wǎng)絡流量都在以驚人的速度持續(xù)增長，網(wǎng)絡容量需求一直是困擾運營商的難題，對于LTE而言，多天線、CoMP等Rel-10及后續(xù)技術面向不同或特定應用場景，對于提升單載波內的頻譜效率已接近香農極限，這樣一來增加頻譜成為最直接有效的擴容方式。而多載波和載波聚合技術將更為直接有效的提升網(wǎng)絡容量以及用戶感知。

提升F頻段價值

對于中國移動來說，在原有建設的TD-SCDMA基站上進行升級改造無疑是目前在最短時間內完成全國百余城市TD-LTE覆蓋的***選擇。

但隨著TD-LTE網(wǎng)絡在短時間內完成建設任務，4G牌照即將發(fā)放，TD-LTE網(wǎng)絡將迎來用戶快速發(fā)展時期，如何應對未來用戶增長帶來網(wǎng)絡容量壓力，提升高速上網(wǎng)體驗正成為中國移動將要考慮的問題。而載波聚合技術與MIMO等技術相結合恰恰能解決這一難題。

據(jù)了解，從LTE到LTE-A系統(tǒng)的演進過程中，更寬頻譜的需求將成為影響演進的最重要因素之一。當前LTE- A系統(tǒng)有6個候選頻點，如果考慮到現(xiàn)有的頻譜分配方式和規(guī)劃，很難找到足夠的承載LTE-A系統(tǒng)100MHz帶寬的整段頻帶。因此，3GPP提出了使用載波聚合(Carrier Aggregation)技術來解決LTE-A系統(tǒng)對頻帶資源的需求。

載波聚合技術將多個LTE載波擴展成LTE-A系統(tǒng)的傳輸載波。并且LTE系統(tǒng)的用戶終端和LTE-A系統(tǒng)的用戶終端均可以使用“LTE載波單元”進行通信。目前，LTE-A系統(tǒng)的潛在應用頻段包括450MHz～470MHz、698MHz～862MHz、790MHz～862MHz、2.3GHz～2.4GHz、3.4GHz～3.6GHz。因此，頻譜聚合要求可以在多個頻點上跨頻帶進行聚合。

作為LTE-A中的技術，TDD、FDD均可采用。而TD-LTE技術無需采用對稱頻譜的特性更適用于采用載波聚合技術。在去年的TD-LTE組網(wǎng)技術研討會上，中國移動研究院副院長黃宇紅指出，“不對稱頻譜利于實現(xiàn)和應用載波聚合技術，使TD-LTE充分利用頻譜資源，獲得更高的峰值速率。”

據(jù)黃宇紅介紹，在單載波情況下，F(xiàn)DD在使用20MHz+20MHz的情況下，下行峰值速率可以達到150Mbps，TDD使用20MHz(3：1時隙配比)的情況下，下行峰值速率僅為110Mbps (3：1時隙配比)。而在TDD中引入載波聚合，TDD聚合20MHz+20MHz的情況下，下行峰值速率可以達到220Mbps(3：1時隙配比)，超過相同系統(tǒng)帶寬FDD的峰值速率。TD-LTE采用載波聚合技術將有利于進一步發(fā)揮TDD的優(yōu)勢。

多地開展載波聚合測試

在意識到載波聚合給網(wǎng)絡帶來的改變后，全球4G運營商紛紛將載波聚合技術看做是提高頻譜利用效率，提升LTE網(wǎng)絡速率、網(wǎng)絡價值的有效手段。

如韓國SK電訊于2012年5月30日推出了全球***重疊利用LTE頻率的多載波技術;而推出TD-LTE網(wǎng)絡的美國移動運營商Clearwire公司也表示，將在其LTE網(wǎng)絡中采用載波聚合技術;此外，AT&T也已公開表示將采用載波聚合技術。

業(yè)內人士表示，目前，跨3載波的聚合模式正成為部分運營商新的興趣點。

與此同時，隨著國內TD-LTE網(wǎng)絡建設不斷完善，TD-TLTE商用已近在眼前。據(jù)了解，作為最早開展TD-LTE試驗網(wǎng)建設的城市，廣州、深圳等地區(qū)，其TD-LTE網(wǎng)絡已日臻完善。如廣州建成TD-LTE站點3700多個，覆蓋面積約970多平方公里;深圳建成TD-LTE站點3100多個，覆蓋面積595平方公里。兩地中心區(qū)的4G網(wǎng)絡覆蓋都已經(jīng)達到3G覆蓋水平。這為載波聚合技術在國內網(wǎng)絡中進行測試提供了可能。而這些地區(qū)也正是未來載波聚合的主要應用場景。

陳濤表示，載波聚合的主要應用場景是具備高話務量需求的核心密集城區(qū)，隨著移動寬帶業(yè)務量的增長，系統(tǒng)負荷的增加導致平均用戶速率下降，該種場景下載波聚合的優(yōu)勢明顯，通過頻譜帶寬的擴展自然減少了小區(qū)的負荷，降低噪聲的抬升， 提高終端用戶體驗。

在這些國內外網(wǎng)絡中進行的載波聚合測試不僅包括了連續(xù)頻段的載波聚合也包括了非連續(xù)頻段的載波聚合。

如愛立信、華為、中興、諾西等都紛紛與運營商合作發(fā)展載波聚合技術，基本可實現(xiàn)峰值300Mb/s左右的下載速率。而在2012年10月，華為與運營商聯(lián)合發(fā)布***個LTE-ADVanced商用網(wǎng)絡，采用載波聚合技術實現(xiàn)了峰值300Mb/s的下載速率;2013年1月份，中興通訊在廣州擴大規(guī)模試驗網(wǎng)環(huán)境下***實現(xiàn)D頻段的載波聚合測試，采用載波聚合(CA)技術實現(xiàn)了TD-LTE單用戶在上下行子幀1：3配比及特殊時隙10：2：2配比下223Mbps的峰值下行速率。

隨著載波聚合技術不斷完善，更多的載波聚合方案被提出。據(jù)了解，載波聚合是LTE-ADVanced的最關鍵技術之一。業(yè)界普通的載波聚合只能在基站內實現(xiàn)多載波的聚合，而大量的小區(qū)邊緣區(qū)域則無法實現(xiàn)聚合，嚴重影響小區(qū)邊緣用戶的體驗速率。為此，廠商均紛紛提出針對其問題的解決方案以實現(xiàn)基站間和宏微站間的載波聚合，全面提升小區(qū)邊緣速率，實現(xiàn)超寬帶、零等待和無處不在的連接等效果。如華為載波聚合整體解決方案等。

在今年年初，中興通訊在北京實現(xiàn)了F+D跨頻段載波聚合，現(xiàn)場測試速率分別達到430Mbps(4×4MIMO模式)，223Mbps(2×2MIMO模式)。中興通訊中國區(qū)副總經(jīng)理顧翔表示：“利用TD-SCDMA現(xiàn)網(wǎng)網(wǎng)絡資源可實現(xiàn)F頻段快速升級TD-LTE網(wǎng)絡，但F頻段僅有1個頻點20MHz，需要通過D頻段增加頻點實現(xiàn)容量補充滿足中長期業(yè)務發(fā)展需求，同時可成倍提升TD-LTE網(wǎng)絡承載能力，增強異頻點間負載均衡，提升網(wǎng)絡性能，實現(xiàn)F+D頻段40MHz載波聚合是戰(zhàn)略性的技術突破，里程碑式的進步。”

仍需完善

雖然目前，業(yè)界對載波聚合技術產(chǎn)生了極大的興趣，但作為一項LTE-A技術中的全新的技術，若想實現(xiàn)載波聚合仍然存在問題。

據(jù)陳濤介紹，目前R10 CA的工作仍在繼續(xù)，功能部分已凍結，性能評估進行中;R11/12中仍有TDD的遺留問題仍有待討論解決。其中仍在討論之中的包括了涉及TD-LTE adv.的跨載波調度，不同上下行配比的載波聚合。而涉及F頻段(B39)跨頻段載波聚合目前在R12中開始討論。

陳濤表示，目前中國移動F頻段上實現(xiàn)載波聚合仍然在TDD載波的上下行時隙配比以及終端的發(fā)射功率受限上存在難點。

此外，終端也正成為載波聚合技術發(fā)展的一大挑戰(zhàn)。由于需要支持多個載波，便為終端制造帶來了一定復雜度。

如SK電訊在推出多載波LTE網(wǎng)絡試點后，便開始呼吁終端制造商們，在未來推出的新手機中配備支持多載波頻譜范圍連接的芯片，要同時支持800MHz和1.8GHz頻譜標準。

除了要支持多個頻譜標準外，終端功耗問題也是載波聚合推廣中的一個難題。研究稱，上行多載波聚合會加大終端的功耗。在上行多載波同時發(fā)送數(shù)據(jù)的情況下，上行單載波發(fā)送特性將難以保持，這將帶來上行信號峰均比的顯著增加以及終端耗電量的提升。

與此同時，終端將受到載波管理問題的困擾。如載波聚合個數(shù)會因使用服務的帶寬需求增加或減少，因此，需要有效的方法來進行管理。

補充閱讀：載波聚合技術與多載波技術差異

·單用戶峰值速率：通過載波聚合，可以將多個載波聚合在一起為一個用戶服務，成倍提高單用戶峰值速率;多載波技術下，仍然是一個載波為一個用戶服務，單用戶峰值速率無法實現(xiàn)成倍提升;

·控制信道干擾消除：載波聚合可以利用控制信道跨載波調度的方式使控制信令僅在一個載波上傳輸，從而規(guī)避控制信道的干擾;而多載波技術的每個載波上都必須同時發(fā)送控制信令，無法規(guī)避控制信道的干擾;;

·負載均衡難易度：載波聚合通過載波管理和資源調度手段實現(xiàn)負載均衡，實現(xiàn)更為簡單;

·離散頻譜的利用情況：通過載波聚合，運營商的一些離散的頻譜(尤其是Refarming之后)可以得到充分利用，為用戶提供高帶寬的服務;而多載波技術利用離散頻譜的效率較低。