随着媒体不断大篇幅报导4G行动通讯技术，消费者对此先进技术无不抱持高度的期待。第三代行动通讯组织（3GPP）的长期演进技术（LTE）已然成为遥遥领先的4G技术竞逐者。正当行动通讯业者开始进行冗长的布署和测试流程时，3GPP发表了下一代LTE标准，即众所周知的长期演进技术增强版（LTE-Advanced）。此版本加强了许多效能特性，例如高达1Gbps的峰值数据传输速率，可符合甚或超出国际电信联盟（ITU）之4G无线通信标准IMT-Advanced的规格。

在LTE-Advanced可行性研究中，3GPP确认现行的LTE（第8和第9版）标准可符合ITU大部分的4G规格要求，例如上行链路频谱效率以及峰值数据速率。而第10版LTE-Advanced标准具备带宽更广、支持载波聚合、更高的运作效率、增强的上行链路多重存取，以及增强的多天线传输（增强版MIMO技术）等多项新特性，更全面满足了ITU之要求。

全新且复杂的第8版LTE技术结合各项特性，包括多信道带宽、不同的下行链路和上行链路传输方式、两种传输模式（FDD和TDD），并且采用多天线技术（MIMO）。LTE-Advanced则提高了业界对其效能表现的期待；然而，在未来几年间，LTE和LTE-Advanced必须与2G/3G系统共存及交互运作。这些技术的设计与测试，带来了复杂且令人却步的挑战。

LTE-Advanced的特性

3GPP Release 10完全符合 IMT-Advanced标准较高的需求，并且新增了以下多项LTE-Advanced特性：

载波聚合

为了获致1Gbps的数据传输速率，LTE-Advanced可聚合5个20-MHz组件载波，以支持最高100 MHz的信道带宽，并可透过连续与非连续组件载波聚合的方式，来建立较大的带宽，如图1所示。虽然载波聚合并不会影响到基地台运作，但无疑会为智能型手机及其他LTE-Advanced用户设备带来重重困难，因其必须处理多个同步的发射与接收链路。此外，同时使用多个非连续的发射器，会形成一个在杂波管理与自动阻隔（self-blocking）方面皆极具挑战的无线环境；而强制支持MIMO的同步发射或接收，则会大幅增加天线设计的难度。

《图一 连续组件载波聚合》

增强版上行链路多重存取

LTE上行链路系采用强大的单载波分频多任务（SC-FDMA）技术。该技术会在连续的频谱区块中分配载波，因而限制了排程（scheduling）的弹性。LTE-Advanced并且在上行链路中使用丛集式SC-FDMA，因而可透过可选择频率的组件载波排程机制来改善链路效能。另外，将PUCCH和PUSCH排定在一起，则可缩短等待时间（latency）。然而，丛集式SC-FDMA会提高峰值对均值功率比（PAPR），使得发射器产生线性度（linearity）问题，而同时使用PUCCH和PUSCH也会提高PAPR。再者，使用多载波信号将会增加在信道内和相邻信道产生突波的机率。

增强版MIMO

为了改善单一用户的峰值数据传输速率并达到频谱效率要求，LTE-Advanced指定了下行链路中多达8个发射器（在UE中必须要有8个接收器），以便在下行链路中支持8x8的空间多任务传输。UE最多可支持4个发射器，当结合基地台的4个接收器时，可在上行链路形成4x4传输（参见图二）。

MIMO会增加系统中的天线数量，而MIMO天线必须进行去关联（de-correlated），因此设计出具备良好去关联性的多频段MIMO天线，使其能够在LTE-Advanced UE的狭小空间内运作，成了一大挑战。另一方面，我们需借助新方法来预测先进版MIMO终端设备在实际运作网络中的辐射效能，因此3GPP正考虑可针对LTE-Advanced进行MIMO OTA（Over The Air） 测试的方案。

《图二 LTE-Advanced第10版发表了最多的天线埠数及空间层》

3GPP正在考虑一些可弥补LTE-Advanced不足的特性，虽然它们并非达到ITU要求的必要条件，例如：

LTE-Advanced网络部署

行动通讯产业进行的实地场测，证实了LTE-Advanced技术观念的可行性。此外，许多业者对其高速数据速率以及频谱效率提升等特性，展现了高度的兴趣。然而，我们很难预测LTE-Advanced的实际部署时间，这取决于产业需求以及现行的第8、9版LTE 的首次问市成功与否而定。由于LTE-Advanced进一步提高了系统与装置的复杂度，它需要时间来静待业界的响应。

当业界初次实地部署第10 版LTE-Advanced特性时，预料除了现有的LTE难题外，接口以及突波问题将成为主要的挑战。藉由使用射频分析仪等高效能手持装置，业者将可在严苛的射频环境中，严密监控频谱并找出干扰信号。

《图三 手持式射频分析仪可在进行野外量测时快速找出干扰信号》

---本文作者任职于安捷伦---