LTE-A是LTE-Advanced的缩写,即LTE的增强版,是LTE网络的演进和后向兼容技术,完全兼容LTE网络。其目的是在保持与LTE网络良好兼容性的同时,满足高速场景的应用需求。
有什么用?简单来说就是提高速度。普通LTE网络提供的最高速度是150Mbps,但是使用LTE-A技术最高速度可以达到2Gbps。
比如手机缓存一部2G电影需要20分钟,LTE-A可能只需要几分钟,LTE-A先进在哪里?
五大关键技术:载波聚合、上下行多天线增强、多点协作收发、中继、异构网络干扰协调增强。
以下逐一介绍,先对五大技术进行简单分类。一套完整的通信系统,通信基站、通信介质、通信终端缺一不可,所以按照这三类来说明。
第一类:通信基站LTE网络系统中的技术。
1、用于异构网络的增强的小区间干扰协调(eICIC)。
随着LTE网络的部署和发展,实际应用中需要考虑不同的场景,使用不同的基站进行覆盖,如宏基站、微基站、家庭基站等。宏基站可以提供基本的覆盖需求,微基站可以用来为大量的数据业务提供支持,家庭基站是小覆盖环境下的一种基站,可以看作是微基站。
未来的网络是由各种标准、各种功能层次的异构基站组成的,所以是异构网络。在异构网络中,各种基站之间必然存在干扰问题。传统干扰协调技术(ICIC)是解决LTE系统中干扰的方法,增强干扰技术(EIIC)是解决LTE-A系统中异构网络场景下复杂干扰的方法。
上图是异构网络场景下干扰问题的一个例子。在左边的场景中,宏基站在小区的覆盖区域内使用,由于无权干预小区,受到微基站的强烈下行干扰。在右边的场景中,这些用户将受到来自宏基站的强下行干扰,因为更靠近宏网络的小区被用于通过使用bias来停留在小区中。
2、协调多点传输和接收(CoMP)
同频组网是LTE系统中的主要组网方式,小区间干扰成为影响小区边缘用户性能的主要因素。为了解决小区边缘的小区间干扰,提高边缘用户的传输速率,LTE-A网络中引入了多点辅助发射和接收。
CoMP技术将干扰模型转换为有用的传输信号,以提供用户体验,如下图所示。
第二类:解决从网络到终端设备问题的技术。
3、继电器
中继技术是指在基站和终端设备之间的通信链路上增加中继节点,实现基站和终端设备之间的数据转发,可以提高网络覆盖,有效控制干扰。这个很好理解,类似于Wi-Fi中继的原理。
第三类:终端设备技术
4、载波聚合
网速与带宽直接相关。在通信系统中,如果想获得更高的速度和系统容量,一个比较简单的方法就是增加系统传输的带宽。因此,LTE-A系统中引入了增强传输带宽的技术,即CA(载波聚合)载波聚合。
CA技术可以聚合2-7个LTE分量载波(CC),实现更大的传输带宽,有效提高上下行传输速率。终端可以根据其自身的容量同时使用几个载波进行上行链路和下行链路传输。5CC的原理图如下。单带宽20MHz,也就是20*5=100MHz通过5CC。增加带宽意味着提高速度。
举个例子,如果城市的道路是双向单向的,也就是每个方向同时只能有一辆车通过,一辆车就是当前的带宽。如果早晚高峰堵车,中间还是实线,速度哪里能快?如下图,没有CA。
后来市政府把道路延长为双向四车道,每个方向可以同时通行两辆车,增加了带宽。同理,如果应用于LTE-A网络,如果只是下行路拓宽,下行CA;只加宽了上行道路,上行CA;上下行都加宽,上下行都CA。
5、多输入多输出
这是指在发射端和接收端分别使用多个发射天线和接收天线,使信号可以在发射端和接收端通过多个天线发射和接收,从而提高通信质量。可以充分利用空间资源,通过多根天线实现多发射多接收,在不增加频谱资源和天线发射功率的情况下,可以使系统信道容量翻倍,速度加快。图例解释如下。
让我们从简单的开始,从SISO开始。基站和移动电话各有一个天线。基站像火车站,终端设备像家庭。你来来往往只有一条路,每天都要走。毫无疑问,早晚高峰都会堵车。这是SISO- SISO。
为了解决火车站拥堵问题,市政府给出了两个解决方案,一个是道路拓宽,也就是上面说的CA技术。另一种是再建一层高架公路,做成双层路,也就是双向输出。这是SIMO-单输入多输出系统。
面对火车站的拥堵,可以用同样的方法解决,就是再建一个高架站,也就是两个输入。这是MISO- MIMO。
如果出火车站和进火车站的路改造成双层,进出火车站的拥堵问题就解决了。这就是MIMO- MIMO。
在LTE-A领域,LTE Cat 6模块EG06/EP06/EM06、Cat 12模块EG12/EM12、Cat 16模块EM16、Cat 18模块EG18等。已经在远方上线,已经进入量产状态,正在和客户一起不断开发更多类型的高速场景应用。
审计郭婷
标签:LTE网络基站