碎片化频谱下的载波聚合为4G加速

2015年被业界认为是LTE-A的规模商用元年，说到底，是载波聚合的规模商用。载波聚合作为LTE-A的关键技术之一，通过将两个或两个以上的载波（Component Carrier，CC）汇聚在一起，从而将分散的频谱资源整合利用，提供更快的速率，未来甚至可以提供1Gbps以上的速率。
　　目前，越来越多的主流运营商开始部署载波聚合。来自GSA的最新数据显示，全球已有64家运营商在39个国家推出了商用的LTE-A载波聚合网络;实现Cat6系统商用部署的运营商已达20个，超过22个运营商正在对Cat6系统进行测试或实验;另有9张LTE-A Cat9网络进入部署、试商用和测试阶段。
　　速度和激情
　　2004年12月，3GPP启动LTE研究项目，参考WiMAX，定义了LTE的目标，即在20MHz支持100Mbit/s的速率。不曾想到，数据流量指数级增长，短短几年之内翻了几十倍，100Mbps的速率已经无法满足用户的需求。
　　为此，3GPP于2009年提出了LTE技术的增强版本LTE R10，也就是LTE-Ad技术，实现100MHz支持1Gbit/s的目标。然而，一个不容忽视的事实是，几乎没有任何运营商拥有单一的、连续的100MHz带宽的频谱资源（除中国移动的2.3GHz频段之外）。
　　在这种背景下，3GPP为LTE-A引入载波聚合技术。“碎片化频谱资源已经成为常态，运营商唯有部署载波聚合，才能充分利用碎片化的频谱资源，提高网络容量，从而为用户提供更好的网络体验。”华为无线网络产品线营销副总裁Mohamed Madkour向《通信产业报》（网）表示。
　　来看看载波聚合带来的速度和激情。一个20MHz可以实现150Mbps的速率，那么双载波便可以实现300Mbps的速率，三载波450Mbps、四载波600Mbps、5载波750MHz乃至1GHz。现网部署已经证明。2月27日，英国伦敦的温布利球场之内，EE与华为联合展示基3CC技术，测试下行速率达到400Mbps。而就在上个月，高通再次刷新了速度纪录，利用三载波，基于LTE-A Cat11，实现了600Mbps的网络速率。
　　报道称，对比此前的高通的Cat 9/10网络是在三载波上实现450Mbps速率，这次达到600Mbps速率关键在于使用了256个高通公司的正交调幅器。可以想象，未来载波聚合有更多的想象空间。
　　赢得市场的利器
　　载波聚合在给用户带来速度和激情的同时，已经成为运营商赢得市场的利器。众所周知，发生在今年年初的韩国电信诉讼SK电讯三载波聚合宣传具有欺诈性事件。彼时，SK电讯推出视频广告，宣称已经实现20MHz+20MHz+20MHz的三载波聚合，峰值速率高达450Mbps。随后不久，韩国电信提起法庭讼诉，指责SK电讯用广告进行欺骗性营销，要求法院全面禁止SK电讯广告其三频载波聚合LTE-A网络。韩国的电信市场竞争向来十分激烈，为用户提供更好的网络感知成为运营商抢占用户和市场的主要手段。本次事件足以说明载波聚合对于运营商的重要性。
　　而英国EE正是通过领先部署LTE和LTE-A网络，实现反超，成为英国最大的移动网络运营商。英国EE专家介绍，截至2014年年底，2CC已经在伦敦中心城区，包括威斯敏特区、诺丁山等人口密集区域，广泛部署，用户速率最高可达90Mbps。预计到今年年中，英国EE将把2CC覆盖整个伦敦地区，并推广至曼彻斯特和伯明翰等大中城市。“视频一直都是4G网络的核心业务。提供超出客户期望的高速网络非常有必要。未来，我们将通过3CC、4CC甚至5CC等技术，满足用户对于流畅高清的视频要求，包括4K视频。”EE无线网络总监Mansoor向记者表示。
　　Strategy Analytics无线运营商战略高级分析师杨光认为，先进的网络能力还将为运营商的业务模式创新提供基础。例如，EE在引入载波聚合技术之后，就推出了“4G倍速（Double Speed 4G）”的资费计划，并将资费做了相应的上调。在数据流量同样为2GB/月的资费计划中，“4G倍速”套餐的资费就比普通4G套餐高出3英镑，套餐内的语 音通话时长也从普通套餐的无限时长转为每月1000分钟。国内三大运营商也都明确在今年进行CA试点或商用工作。目前，中移动已经开展了基于2.6GHz的D频段，F+D频段的载波聚合，以及室内的E频段两个载波的聚合，试验效果均符合预期，速率上已经达到220兆峰值的平均速率。中国电信和中国联通在获得FDD牌照之后也将进行载波聚合试点工作。
　　形式多样 终端成熟
　　自R10、R11之后，载波聚合技术也在不断地完善中，并被用在越来越多的场景中。就在本月的23日，香港电讯和华为展示了全球首个基于IP RAN的FDD三载波聚合解决方案。据介绍，香港电讯可整合不同基站的20MHz频谱，从而充分利用频谱资源。与此同时，TDD和FDD融合组网已经成为未来的网络建设主流趋势之一，FDD和TDD的载波聚合也被提上日程。
　　试验证明，LTE FDD与TD-LTE之间的载波聚合能有效发挥两种技术制式的特点，提升网络运营效率，并有效提升用户体验。美国Sprint近日也明确表示将启动LTE FDD和TD-LTE的载波聚合，以实现网络覆盖与容量的平衡与优化。此外，部分运营商和设备商也在积极推动授权频段与非授权频段（Unlicensed Spectrum）之间的载波聚合。通过将LTE载波部署至非授权频段，并与运行于授权频段的主载波进行聚合，实现LTE系统在非授权频段的运行，即LTE-U。
　　当然，载波聚合得以规模商用的一个重要前提是芯片趋于成熟。越来越多的芯片厂商开始具备提供Cat6芯片的能力，而高通已经能够提供Cat9芯片，同时着手研发Cat11芯片。同时，为了支持上行载波聚合的商用，2014年底，高通推出了支持Cat10载波聚合技术的gobi9×45调制解调器。Strategy Analytics预测，2015年具有Cat6或以上能力的手机终端，将占全球LTE手机终端销售量的28%以上，至2020年这一比例将接近70%。
　　“随着移动网络的发展，运营商对频谱资源的需求与日俱增。运营商往往不惜巨资竞拍或收购新的频谱资源，近日美国FCC进行的AWS-3的频谱拍卖就是例证。可以预见，载波聚合将成为LTE部署的新常态。”杨光向记者表示。
　　载波聚合的速度和激情
　　角色：载波聚合，将两个或两个以上的载波（Component Carrier，CC）汇聚在一起，从而将分散的频谱资源整合利用，提供更快的速率。速度：2CC——300M，3CC——450M，4CC-600M，5CC——750M（按照一个CC 20MHz，150Mbps计算）