LTE-Advanced(簡稱LTE-A)是LTE技術的進一步演進版本，可以實現(xiàn)更高的峰值速率和系統(tǒng)容量。需要說明的，LTE-A不是一項獨立的技術，而是由3GPP R10-R12版本標準中定義的載波聚合(Carrier Aggregation，CA)、高階MIMO(下行TM9、上行TM2)、增強小區(qū)間干擾協(xié)調(eICIC)、協(xié)同多點(CoMP)、中繼(Relay)、小小區(qū)增強(Small Cell)等一系列增強特性構成的技術集。因此，產業(yè)界可以選擇性的逐步實現(xiàn)各個LTE-A技術選項，而不需要一步到位的實現(xiàn)全部。

產業(yè)界在選擇實現(xiàn)LTE-A技術的先后優(yōu)先級時，主要考慮兩方面因素：運營商的需求和實現(xiàn)復雜度。從這兩個因素出發(fā)，全球產業(yè)界確定，首先規(guī)模部署的LTE-A技術將是載波聚合，其余的高階MIMO、eICIC、Small Cell、CoMP、Relay等技術將可能在未來幾年內逐步完成產業(yè)化和規(guī)模部署。

一、載波聚合的研發(fā)和產業(yè)化進展

載波聚合技術是為了提高LTE系統(tǒng)的峰值速率，而將多個載波聚合在一起使用的技術，其技術復雜度取決于聚合的“成員載波”(component carrier)的數(shù)量和這些載波的分布情況。如果成員載波連續(xù)分布，稱為連續(xù)載波CA，射頻的實現(xiàn)復雜度相對較低;如果成員載波不連續(xù)分布，稱為非連續(xù)載波CA，射頻實現(xiàn)復雜度相對較高;如果成員載波均分布在一個頻帶內，稱為頻帶內CA(intra-band CA)，射頻的實現(xiàn)復雜度相對較低;如果成員載波分布在不同頻帶內，稱為跨頻帶CA(inter-band CA)，射頻實現(xiàn)復雜度相對較高。

載波聚合之所以成為發(fā)展最快的LTE-A技術，首先是源于運營商的需求。由于移動互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務的爆炸性增長，國際運營商作為移動互聯(lián)網(wǎng)的“接入管道”，一方面擴充管道的容量，一方面需要向用戶宣稱自己具有“峰值速率優(yōu)勢”。因此，國際上已部署LTE的國家，運營商均不由自主地卷入“峰值速率競爭”，在LTE-A發(fā)展最快的韓國，3家運營商已經(jīng)于2013年已經(jīng)開始了載波聚合的商用部署，以強化其“技術領跑”優(yōu)勢。國際上另有3家運營商正在部署載波聚合網(wǎng)絡，21家已有計劃或正在試驗。2013年8月，日本軟銀在3.5GHz進行了采用5個20MHz的CA和4?4 MIMO的TD-LTE系統(tǒng)演示，峰值速率達到700Mbps以上。在2014年2月巴塞羅那的無線世界大會(MWC 2014)上，諾基亞(NSN)演示了采用6個20MHz載波聚合和8?8 MIMO的LTE FDD系統(tǒng)演示，峰值速率達到2.6Gbps。

但這些只是基于概念樣機的演示，并不能代表真實產品的研發(fā)進度。目前大部分主流系統(tǒng)設備商已實現(xiàn)了R10版本定義的2載波下行頻帶內CA，從而可以將下行峰值速率提高一倍。比較領先的廠商已經(jīng)開始支持更多數(shù)量載波以及跨頻帶的CA，在MWC 2014上，華為演示了采用3個載波、共50MHz跨頻帶CA和4?4 MIMO的LTE FDD系統(tǒng)，峰值速率達到460Mbps。其余主要系統(tǒng)廠家預計將于2014年內支持3個載波的下行跨頻帶CA。

當然，載波聚合和其他的無線通信技術一樣，需要從網(wǎng)絡到終端“端到端”完成研發(fā)才能實現(xiàn)真正的產業(yè)化。而由于一項新興技術的研發(fā)瓶頸往往是在終端側，而非網(wǎng)絡側，CA技術的實際商用時間也將取決于終端側的研發(fā)進展。在3GPP標準中，支持2載波CA和300Mbps峰值速率的終端被定義為“等級6”(Cat6)終端。因此載波聚合技術是否能得到廣泛應用，還要看國際終端/芯片產業(yè)對Cat6終端的支持程度。截至2014年1月，在全部發(fā)布的1371款LTE終端中，只有2款宣稱為Cat6終端?？上驳氖?，在MWC 2014大會上，高通公司已經(jīng)演示了其基于20nm先進半導體工藝的Cat6終端芯片平臺，預計2014年三季度可能實現(xiàn)商用。而針對超過2個載波的和跨頻帶的CA，終端芯片廠商尚無清晰可靠的路標。由于上行CA在3GPP R12版本中才被標準化，近期也還無法明確判斷其研發(fā)和產業(yè)化時間表。

綜上所述，基本配置的CA技術渴望在2014年完成產業(yè)化并實現(xiàn)初步規(guī)模部署。最后需要說明的是，CA技術的應用也不一定只集中在2.6GHz等傳統(tǒng)的LTE核心頻段，近來國際上對3.5GHz頻譜的分配加速，由于該頻段帶寬資源相對更為充裕，為更多運營商部署CA提供了條件，也可能成為下一階段CA應用需求比較集中的頻段。但近幾年3.5GHz頻段并非制造廠商的研發(fā)重點，尤其不被終端芯片廠商所重視，因此這一頻段的CA產業(yè)化進度遲滯更為嚴重，與運營商需求之間的差距更為突出。

二、其他LTE-A技術的研發(fā)和產業(yè)化進展

在其他LTE-A技術特性中，研發(fā)進展最快的是下行高階MIMO，即傳輸模式9(TM9)。但由于相當長時間內，終端天線數(shù)量仍將限制在2根天線，即使完成了4-8流的基站研發(fā)也無法實現(xiàn)端到端的產業(yè)化，因此目前主流系統(tǒng)廠商仍只支持雙流TM9發(fā)送(包括單終端雙流單用戶MIMO(SU-MIMO)和雙終端單流多用戶MIMO(MU-MIMO))，TM9的“高階MIMO”優(yōu)勢并沒有得到充分發(fā)揮。因此雖然主流芯片廠商預計2014年上半年即可支持TM9(終端芯片理論上將可支持4-8流TM9信號的接收，但數(shù)據(jù)卡和手機設計短期內很難支持2流以上的MIMO信號接收)，運營商對這項技術的部署需求尚不明確。而且考慮到國際上除了少數(shù)TD-LTE運營商擁有較多天線數(shù)量的基站天面條件(如日本軟銀、中國移動)，大部分LTE FDD將基站天線數(shù)量增加到4根以上還存在諸多困難，可能帶來建網(wǎng)成本的大幅增加。因此雖然基本TM9技術的研發(fā)進度并不落后于載波聚合，但此項技術很難在2014年得到規(guī)模部署，也很難真正完成產業(yè)化。

上行高階MIMO技術，即TM2由于需要增加上行射頻發(fā)射模塊的數(shù)量，比下行MIMO造成的復雜度和終端成本增加更大，另外目前LTE運營商主要關注下行數(shù)據(jù)率的提升，對上行增強尚未重視，大多數(shù)主流終端芯片廠商還沒有明確的研發(fā)時間表，因此預計此項技術不會很快實現(xiàn)產業(yè)化。

eICIC技術是針對異構網(wǎng)絡(HetNet)部署場景研發(fā)的增強干擾抑制技術，可以提高日漸增多的LTE微小區(qū)、室內覆蓋和家庭基站的抗干擾性能。eICIC通過軟件升級就可以實現(xiàn)，對基站和終端硬件沒有額外要求，此項技術在2014年上半年和下半年可分別得到網(wǎng)絡側和終端側的支持。此項技術的部署進度更多取決于各個運營商的選擇，如果某些運營商重視LTE微小區(qū)部署和層疊組網(wǎng)，可能要求盡早實現(xiàn)此項技術，則eICIC可能在2014年實現(xiàn)產業(yè)化和規(guī)模部署。

其他處于預研階段的LTE-A技術還包括CoMP、Relay等，由于其在實際網(wǎng)絡中的性能增益尚有爭議、產品升級的復雜度和成本較高，大部分廠商、尤其是終端芯片廠商還沒有明確的研發(fā)時間表，預計不會在近期實現(xiàn)產業(yè)化。Small Cell作為近期新興的LTE增強技術，受到產業(yè)的廣泛重視，但此項技術的標準化尚未完成，真正的Small Cell產業(yè)化也難以在近期實現(xiàn)。

需要說明的是，有些公司將VoLTE也視為一種LTE-A技術，但是從3GPP標準的角度，VoLTE不在LTE-A標準范疇內，其研發(fā)和產業(yè)化進展可另文論述。由于篇幅所限，本文暫不涉及。

三、我國TD-LTE-A技術試驗進展

為了推進TD-LTE-A技術的研發(fā)產業(yè)化，我國在工業(yè)和信息化部TD-LTE工作組的統(tǒng)一領導下，從2013年下半年開始組織TD-LTE技術試驗，主要針對3GPP R10版本引入的LTE-A增強技術，包括CA、高階MIMO(下行TM9、上行TM2)和eICIC等開展測試。

TD-LTE工作組將制定25冊技術規(guī)范，已完成了其中的2冊，另有9冊已開始制定。從2013年9月份啟動了第一輪的LTE-A系統(tǒng)設備測試，測試內容包括：

CA：對2.6GHz頻段的20MHz+20MHz連續(xù)載波CA的相關功能、性能和射頻指標進行驗證;

下行TM9：對基于碼本和非碼本實現(xiàn)的TM9(目前要求支持單用戶雙流傳輸)的功能和性能進行驗證;

上行TM2：對上行雙流MIMO功能進行驗證，為可選測試內容。

截至2013年底，已有3個系統(tǒng)廠商基本完成此輪測試，一個廠商完成了CA部分的測試。在試驗中，相關測試儀表對TD-LTE-A的支持程度也得到驗證：在CA方面，終端模擬器和信道仿真器已滿足測試要求;在高階MIMO方面，終端模擬器尚不能支持真正的8天線端口，目前只能基于2天線端口模式進行初步的測試驗證。

四、小結

LTE及LTE-A已經(jīng)成為很多國際運營商面向移動互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展擴展網(wǎng)絡容量的重要技術手段。雖然在國際范圍內，LTE的發(fā)展還很不均衡，歐洲國家的LTE規(guī)模發(fā)展剛剛起步。但在美、韓、日等國家，LTE發(fā)展領先的運營商已經(jīng)開始部署LTE-A技術，以強化其技術先行優(yōu)勢。2014年，預計載波聚合將成為第一項完成產業(yè)化并開始規(guī)模部署的LTE-A技術。在未來的幾年中，R10-R12的部分LTE-A技術將逐步得到應用，在5G到來之前為移動通信系統(tǒng)持續(xù)帶來性能提升。