載波聚合厲害在哪里？
2015-08-30 20:48:26 愛活網今年被認為是4G+商用的元年，其中最重要的技術就是載波聚合，通過引入基站覆蓋范圍內的多個載波服務設備，進一步提高數據傳輸速度。載波聚合可在 設備上有效結合載波，從而使更多資源支持更廣泛的帶寬，實現更快的連接速度。增加的帶寬還可用于改善智能手機突發通信量、社交媒體程序應用、即時消息傳遞 和其他方面的性能。然而在4G已經快得驚人的當下，這項技術為什么如此被重視呢？待筆者慢慢道來。
2004年12月，3GPP（The 3rd Generation Partnership Project，第三代合作伙伴計劃）啟動LTE研究項目，參考WiMAX定義了LTE的目標，即在20MHz頻寬支持100Mbps的速率。不曾想到， 由于智能手機的起步，數據流量指數級增長，短短幾年之內翻了幾十倍，更有可能在未來面對千倍數據增長的挑戰，在此背景下，100Mbps的速率已經無法滿 足用戶的需求。
為此，3GPP于2009年提出了LTE技術的增強版本LTE R10，也就是LTE-Advanced技術，實現100MHz支持1Gbit/s的目標。然而一個不容忽視的事實是，公共無線網絡資源不是自家的 WIFI，幾乎沒有任何運營商擁有單一的、連續的100MHz帶寬的頻譜資源(除中國移動的2.3GHz頻段之外)，而是擁有零零散散的原用于2G/3G /4G的頻率。如果只是單一地使用這些頻率，難以保證在一個頻段內找到大于20MHz的連續帶寬，在頻譜資源日益寶貴的市場環境下，載波聚合技術為擁有分 散的、不連續頻譜資源的客戶帶來了福音——可以聚合多個載波，極大提高了頻譜利用率降低建網和運營成本。
在上圖中可以看到，即使是帶寬寬裕的中國，聯通和電信都沒有辦法拿到超過25MHz的帶寬，韓國運營商更是只有10MHz連續帶寬。
載波聚合（Carrier Aggregation），即通過多個連續或者非連續的分量載波聚合獲取更大的傳輸帶寬，從而獲取更高的峰值速率和吞吐量。為了實現LTE向LTE-A的 平滑升級，降低運營商的建網成本以及保持與LTE系統的良好兼容性，LTE-A在Rel-10中限定進行聚合的每個分量載波完全兼容LTE終端，每個載波 帶寬為LTE現有帶寬，同時每個分量載波都包含同步和廣播等系統信息。參與聚合的載波可以是連續的，可以是非連續的，各個載波可以位于同一頻段，也可以位 于不同頻段，如下圖所示分為帶內連續載波聚合，帶內非連續載波聚合以及帶間非連續載波聚合。通過這三種方式的載波聚合可將實現運營商所有零散載波的聯合使 用，實現下行峰值速率1Gbit/s，上行峰值速率500Mbit/s。
FDD+TDD的載波聚合在3GPP Rel-12版本引入，并在2104Q2功能凍結，所以聚合載波可以是同制式，也可以是不同制式。TD-LTE省資源，適合熱點區域覆蓋；FDD-LTE速度快，適合廣域覆蓋，混合制式載波聚合后就能很好利用兩者自身的優勢。
中興通訊FDD+TDD跨制式載波聚合將FDD/TDD LTE融合為類同制式同小區，以FDD-LTE作為主干部署，輔以TDD解決弱覆蓋和邊緣區域覆蓋，小區間負載均衡也更加靈活，減少切換頻率。配置方案如 下圖所示，結合運營商頻段利用情況，可充分利用有效頻段資源，降低建網運營成本。
世界上第一個4G載波聚合的解決方案提出的時候只有兩個10Mhz的帶寬的載波，但仍然化腐朽為神奇的實現了20Mhz才能做到的150Mbps傳 輸率（20M帶寬2X2MIMO在64QAM情況下，理論下行最大傳輸速率為201Mbps，除去信令開銷后大概為140Mbps，但根據實際組網以及終 端能力限制，一般認為下行峰值速率為100Mbps，上行為50Mbps）。大部分運營商手里的連續頻段也只有10MHz到15MHz，載波聚合幾乎是當 前提速唯一出路。
在2013亞洲移動通信博覽會期間，華為首次展示了TD-LTE F+4D跨頻段載波聚合，實現了D頻段（2.6GHz頻段）連續四個20M載波與一個F頻段（1.9GHz頻段）載波的聚合，使峰值下載速率達到1.25Gb/s。
高通通過與華為、英國運營商EE合作，成功完成了LTE Cat.9 20+20+15MHz三載波聚合試驗，下載速度高達410Mbps。此外，高通已經推出了全球首款宣布商用的Cat.10調制解調器——驍龍X12 LTE調制解調器，支持頻段寬度最高達60MHz的三載波聚合，且支持最高450 Mbps的下行速率和100 Mbps的上行速率。
國內運營商方面，今年6月，廣州移動就聯合高通和中興通訊宣布，三方共同合作開展4G LTE Advanced Cat.9三載波聚合技術試驗，下行峰值速率可達到330Mbps，一部2GB的高清電影可以在1分鐘內下載完成。中國電信自8月初起也在全國部分重點城 市提供4G+網絡服務。
理論上，載波聚合后網絡速度會有極大提升，但正如本文開頭所說的，20MHz載波的4G已經足夠快了，我只是微信發個小視頻，150Mbps跟450Mbps有本質區別么？ 反正都是秒傳嘛。
區別在于原本很多只有15MHz甚至10MHz載波的地方，載波聚合才能實現我們熟悉的高 速。隨著國內尤其是大城市4G的迅速普及（擴容速度趕不上用戶增長），一年前的高速已經很難遇到，筆者在上海某新建地鐵線路中就明顯感覺到一年來速度的落 差，這時候就會想到載波聚合的好了。
（根據高通的數據，三個10MHz載波可以實現1倍的擴容以及2.5倍的用戶體驗）
手機的網絡傳輸普遍為爆發式的，傳輸以外不占開銷，接收一個郵件，微信上傳一個短視頻，微博發組圖之類的如果能夠瞬間完成，對用戶而言是使用體驗提升，對運營商而言就意味著擴容。
對我們用戶而言，載波聚合就是網絡好的時候各種秒傳，只要流量頂得住，網絡不好的時候，也能有足夠高的速度保證使用體驗。
