4G+又是神马鬼?和LTE-A有什么关系?
4G+又是神马鬼?和LTE-A有什么关系?
先说LTE 和LTE-A
LTE全称long-term-evolution这个名字听怎么听怎么觉得有些仓促,它又称为3.9G,其上行峰值速率和最大带宽略低于4G标准,真正将网络带入4G的是LTE-Advanced,即LTE-A。
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LTE-A是一个LTE演进的代称,它满足ITU-R 的IMT-Advanced技术征集的需求,不仅是3GPP形成欧洲IMT-Advanced技术提案的一个重要来源,还是一个后向兼容的技术,完全兼容LTE,是演进而不是革命。它的技术指标远超4G的最小需求。
LTE-A的技术参数为:带宽:100MHz;峰值速率:下行1Gbps,上行500Mbps;峰值频谱效率:下行30bps/Hz,上行15bps/Hz。
LTE-A采用了载波聚合(Carrier Aggregation)、上/下行多天线增强(Enhanced UL/DL MIMO)、多点协作传输(Coordinated Multi-point Tx&Rx)、中继(Relay)、异构网干扰协调增强(Enhanced Inter-cell Interference Coordination for Heterogeneous Network)等关键技术,能大大提高无线通信系统的峰值数据速率、峰值谱效率、小区平均谱效率以及小区边界用户性能,同时也能提高整个网络的组网效率。
4G+是LTE-A吗?三大运营商有何动作?
答案是否定的,4G+不是LTE-A,但与LTE-A却有联系。
其实,4G+的概念首先是电信在2015年7月3日天翼终端交易博览会上新推出的一个业务品牌,并非是4G网络技术的一个标准,只能说是运营商推出的一种服务或品牌。
电信提出“天翼4G+”的品牌之后,移动也紧随其后,在2015年9月22日的中国国际信息通信展览会上也发布了“4G+”服务,通过网速加倍、清晰加倍、实惠加倍三大举措,实现4G的全新升级。
同时,VoLTE也是中移动正在推的新业务,其最大特点是拨号无延时,高保真通话,几乎100%还原音质。中移动表示要在2016年年中实现VoLTE的全网商用,2016年支持VoLTE手机的数量将超百款,销量将超1亿部,预计全年4G终端销量将达3.3亿部。毫无疑问,中移动在4G奠定了领先优势。
中国联通一直拥有全球最成熟的WCDMA网,但在4G初期扔坚持做深3G、4G一体化的策略使其用户不断被蚕食,面对连续多个季度的用户流失,中国联通也坐不住了,在通信展下午就发布了新一代网络架构白皮书,明确未来将全面加速4G网络建设,并在全网加快部署4G+,将网络峰值速率提升至300M。
中国联通表示,2016年中国联通4G网络的人口覆盖率超过90%。实现三载波聚合商用,将网络峰值速率提升至330Mbps。后续还将积极推进三载波、四载波、多载波、4G与WiFi聚合的规模化部署。
在固网宽带建设方面,中国联通重点是加快光纤改造步伐,加速推进“全光网络”建设。
目前,中国联通在山东已建成首个“全光网络省”,全国有39个城市已经建成“全光网络市”;中国联通预计,到2016年,中国联通的北方10个省将全部实现“全光网络省”。
在2015年12月,联通在北京召开了“沃4G+”发布会,正式推出了“沃4G+”策略,聚焦4G网络覆盖、网速加倍提升、通话体验三大方面。
三大运营商争相退出的这个4G+究竟有何高妙之处呢?
揭开4G+的神秘面纱,你会发现,4G+之所以能实现比4G更快的速率,其实就是利用了LTE-A的关键技术载波聚合CA(Carrier Aggregation)。相比4G的单载波传输,目前我们见到的4G+都是双载波聚合的结果。其峰值速率也都在略高300Mbps的级别。
那么什么是载波聚合呢?
载波聚合就是将2个或更多的载波单元(Component Carrier, CC)聚合在一起以支持更大的传输带宽。每个CC的最大带宽为20 MHz。为了高效地利用零碎的频谱,CA支持不同CC之间的聚合:
1)同频带内连续的CCs;
2)同一频带内,非邻接的CCs;
3)不同频带内的CCs。
不同的载波聚合类型
载波聚合就好比“黏合剂”,将零散的频谱粘在一起,混合传输,提供更快速率。
以运输货物做比喻:原本只能在一条大道(Cell或CC)上运输的某批货物(某UE的数据),现在通过CA能够在多条大道上同时运输。这样,某个时刻可以运输的货物量(throughput)就得到了明显提升。每条大道的路况可能不同(频点、带宽等),路况好的就多运点,路况差的就少运点。
有了载波聚合技术,就引出了另外几个概念:PCell和SCell。
PCell,SCell与Serving Cell:
每个CC对应一个独立的Cell。
Primary Cell(PCell):主小区,是工作在主频带上的小区。UE在该小区进行初始连接建立过程(connection establishment),或开始连接重建立过程。在切换过程中该小区被指示为主小区(见36.331的3.1节)负责与UE之间的RRC通信。
Secondary Cell(SCell):辅小区,是工作在辅频带上的小区。SCell是在初始安全激活流程(initial security activation procedure)之后,通过RRC连接重配置消息RRCConnectionReconfiguration添加/修改/释放的,一旦RRC连接建立,辅小区就可能被配置以提供额外的无线资源(见36.331的3.1节)
当配置了CA的UE在所有的Serving Cell内使用相同的C-RNTI。
Serving Cell:服务小区,处于RRC_CONNECTED态的UE,如果没有配置CA,则只有一个Serving Cell,即PCell;如果配置了CA,则Serving Cell集合是由PCell和SCell组成(见36.331的3.1节)Serving Cell可指代PCell也可以指代SCell。
一个PCell 始终在RRC_CONNECTED 模式中处于活动状态,同时可能有一个或多个SCell 处于活动状态。其他的SCells 仅可在连接建立后配置为CONNECTED 模式,以提供额外的无线资源。
简单以上面的运输做类比,PCell相当于主干道,主干道只有一条,不仅运输货物,还负责与接收端进行交流,根据接收端的能力(UE Capability)以及有多少货物要发(负载)等告诉接收端,要在哪几条干道上收货,以及这些干道的基本情况等(PCell负责RRC连接)。
SCell相当于辅干道,只负责运输货物。
接收端(UE)需要告诉发货端自己的能力,比如能不能同时从多条干道接收货物,在每条干道上一次能接收多少货物等(UE Capability)。
发货端(eNodeB)才好按照对端(UE)的能力调度发货,否则接收端处理不过来也是白费!(这里只是以下行为例,UE也可能为发货端)。
因为不同的干道还可能运输另一批货物(其它UE的数据),不同的货物需要区分开,所以在不同的干道上传输的同一批货物(属于同一个UE)有一个相同的标记(C-RNTI)。
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