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4.5G关键技术研究与试验分析

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曾文贺良贞徐健

【摘要】随着移动用户数量和移动业务的快速发展，当前LTE网络已面临局部热点负荷过高、速率慢的问题，在5G尚未到来之际，研究和试验4.5G关键技术的意义非常重大。通过研究和分析3CCCA（3ComponentCarrierAggregation）、4T4R和高阶调制这三项重要技术的特点，并在外场进行试验，为后续的网络部署提供了重要的依据。

4.5G；3CCCA；4T4R；高阶调制

1引言

随着LTE用户数量的激增，移动业务日趋多样化、高清化，智能终端能力不断提升，手机游戏、视频业务等高速数据业务应用日益增多，移动互联网的迅猛发展给用户带来全新体验的同时，对移动网络的容量和速率提出了更高的要求。随着运营商的不限流量套餐的全面推广，网络容量问题逐渐凸显，局部高热点区域因负荷过高导致速率慢，影响了用户感知，同时也抑制了流量需求。

面对激烈的市场竞争，如何通过提供最优的用户体验，提升网络品牌吸引力，这是运营商目前必须面对和解决的难题。为了提升高热点高流量区域的用户速率，当前全球的运营商将网络建设方向纷纷转向了4.5G，甚至5G网络。根据工信部提出的5G推进工作部署，我国将于2020年正式推出5G商用服务。面对5G的部署，根据工信部目前的频率规划，中频段的频率已经明确，但新频谱的频段高，深度覆盖和建网成本都将面临挑战，在短时间内难以建设一张连续性全覆盖的5G网络。因此，在5G正式商用之前，研究和试用4.5G技术意义重大。

23CCCA载波聚合原理及试验分析

3GPP在Release10（TR36.913）阶段引入了载波聚合（CarrierAggregation，CA），通过将多个连续或非连续的载波聚合成更大的带宽给用户提供更高速率。载波聚合最大的优势在于不改变之前物理层结构，通过MAC层及物理层协议完成上层数据流映射到聚合的各载波中进行传输。

CA可以提供更好的用户体验，在2×2MIMO情况下，2×20M的载波聚合情况下，CAUE下行峰值速率可达300Mb/s。在现网多用户场景下，CAUE可以同时利用几个载波上的空闲RB，也天然地实现了负载均衡的目的，实现资源利用率最大化。对系统而言，整体频谱效率得到提升。

根据聚合载波所在的频带，CA可分为3种基本类型：频段内连续载波聚合、频段内非连续载波聚合、频段间载波聚合。载波聚合数最多5个，聚合带宽最多100MHz，每个载波最多支持110个RB。

根据广东电信已有的L网频点，本次试验将1.8G频段15MHz、2.1G频段20MHz和L800频段5MHz进行组合，部署40MHz带宽的3CCCA载波聚合网络，如图1所示。外场试點参数配置如表1所示。

现网开启3CCCA站点，测试结果如表2和表3所示。

室外连片：3CA对比2CA平均下行速率增益可达22.20%，800M小区聚合能够带来11.9%的增益提升。

室分定点：终端从近点移动到中点、远点，辅载波始终处于激活状态，但随着SINR的降低，速率会跟着降低。

近点：3CA下行PDCP层速率可达290.65Mb/s，对比2CA平均速率增益达25.70%，800M小区聚合带来的增益为11.74%。

中点：3CA下行PDCP层速率可达122.08Mb/s，对比2CA平均速率增益达12.72%，800M小区聚合带来的增益均值为11.16%。

远点：3CA下行PDCP层速率可达30.44Mb/s，对比2CA平均速率增益达19%，800M小区聚合带来的增益均值为11.26%。

开启3CCCA功能后进行兼容性测试，不影响现有2CCCA的用户，2CCCA终端在3CCCA站点下能进行正常的上传及下载业务，并且速率满足要求。

34T4R技术原理及试验分析

4T4R采用4天线传输技术，实现无线信号下行4路并行数据流传输，也就是4×4MIMO。现网采用的多天线技术主要是2T2R或2T4R，基站采用2天线发射，实现下行信号2路并行数据流传输，也就是2×2MIMO。4T4R技术通过增加空分复用增益和更好的波束赋型，对于支持4T4R的终端可以提升用户峰值速率。相较于被普遍采用的2×2MIMO，4×4MIMO技术理论上将数据传输速度提升两倍。随着越来越多的智能手机支持4×4MIMO，4T4R技术为5G时代的到来奠定了技术基础。

4T4R的实现方式可以采用两个2T2RRRU双拼方式部署，实现4×4MIMO，配置更灵活，建设和维护成本更低。图2是采用双拼部署方式设备端口的正确连接方法，RRU的4个RfPort（A、B、C、D）分别对应天线的AuPort0、2、1、3，与天线端连接的RfBranch的顺序为1、3、2、4。

从现网的2T2R向