4G方興未艾，5G還在標(biāo)準(zhǔn)討論中，但對于一些人口密集區(qū)域，現(xiàn)有的4G網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)逐漸不能滿足需求。這時(shí)，過渡的4.5G被提上日程。下面，我們通過一個(gè)在香港的技術(shù)工程師劉工匠的視角，來了解一下，在香港這種超密集區(qū)域，4.5G是怎樣考慮部署的，也給內(nèi)地的運(yùn)營商提供參考。
4.5G網(wǎng)絡(luò)在帶寬、網(wǎng)絡(luò)容量、時(shí)延等方面獲得提升。具體來說，可以實(shí)現(xiàn)隨時(shí)隨地100Mbps連接速度，網(wǎng)絡(luò)時(shí)延將從4G的幾十毫秒縮短到10毫秒，并能支撐300億量級的連接數(shù)，從而支撐人與物之間的連接，以及部分物與物的連接，是萬物互聯(lián)的初級階段。
最近剛忙完香港和記電訊FDD-TDD 3CC LTE-A（三頻段載波聚合）的任務(wù)。面對未來移動技術(shù)發(fā)展的趨勢和浪潮，思緒萬千，感觸頗深。
如今隨著智能手機(jī)的普及和終端應(yīng)用Apps的發(fā)展，數(shù)據(jù)流量每年呈指數(shù)級增長，短短幾年之內(nèi)翻了幾十倍，可謂是一日千里。平時(shí)我們微信發(fā)個(gè)朋友圈，上傳個(gè)短視頻，表面看似瞬間能完成的事情，背后卻是對移動運(yùn)營商巨大的挑戰(zhàn)。對于LTE建網(wǎng)初期的100Mbps下載速率和50Mbps上傳速率，已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)無法滿足我們香港同胞的日常需求。
與此同時(shí)，無線頻譜資源總是有限的，尤其是在人口密集度高的香港，網(wǎng)絡(luò)流量一直處在井噴的市場環(huán)境下。此外，香港運(yùn)營商擁有的頻譜資源大多是非連續(xù)的，無線頻譜資源變得非常的緊缺和昂貴。
2014年，中移動香港曾以天價(jià)9億7,040萬港元投得2100MHz無線電頻譜，用于其3G WCDMA網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)和業(yè)務(wù)發(fā)展。面對價(jià)格如此高昂的頻譜，一時(shí)引起業(yè)界一片嘩然。投資領(lǐng)域的一些分析師也放出評論，中移動香港將在很長一段時(shí)間后，才能從無線頻譜的投資中取得回報(bào)。
由此可見，如何充分利用好無線頻譜資源，是一件讓香港所有運(yùn)營商都蛋疼的事情。在此背景下，和記電訊決定利用載波聚合技術(shù)升級現(xiàn)時(shí)的4G LTE網(wǎng)路，提高網(wǎng)絡(luò)速度，來應(yīng)對未來數(shù)據(jù)激增的趨勢和挑戰(zhàn)。
1. 雙模融合網(wǎng)絡(luò) FDD-TDD LTE
FDD-LTE和TDD-LTE是4G的兩種不同制式，花開兩朵，各表一枝。
FDD-LTE采用的是頻分雙工模式，傳送數(shù)據(jù)信息時(shí)需要一對獨(dú)立的頻率載波，一個(gè)載波信道用來發(fā)送信息，另一個(gè)用來接收信息，從而使得上下行數(shù)據(jù)能夠同時(shí)傳輸，優(yōu)點(diǎn)是其數(shù)據(jù)傳輸能力強(qiáng)，覆蓋廣。
TDD-LTE則采用時(shí)分雙工模式，接收和發(fā)送使用同一頻率載波的不同時(shí)隙作為信道的承載，使上下行數(shù)據(jù)在不同時(shí)段單向傳輸。TDD因?yàn)樯舷滦性谕活l段上，頻譜資源相對豐富，可以有效解決容量的瓶頸。
當(dāng)下，F(xiàn)DD-LTE和TDD-LTE網(wǎng)絡(luò)走向融合是大勢所趨。TD-LTE節(jié)省頻道資源，適合熱點(diǎn)集中區(qū)域覆蓋；而FDD的速度更快，基站覆蓋更廣，適合郊區(qū)，公路鐵路等廣域覆蓋。它們在一塊兒，不僅能優(yōu)勢互補(bǔ)，兼顧無線覆蓋和容量，還能有效緩解頻譜資源短缺的問題。目前，香港各大運(yùn)營商都已經(jīng)爭先恐后的開始進(jìn)一步的部署和架構(gòu)了。
2. 逼格的載波聚合技術(shù)
LTE R8的版本中，許多電訊運(yùn)營商運(yùn)用20MHz的載波帶寬，使其網(wǎng)絡(luò)能夠支持100Mbps的最大下行鏈路速率，和50Mbps最大上行鏈路速率。到了2009年，3GGP提出了LTE的增強(qiáng)版本R10，也就是LTE-Advanced技術(shù)，以實(shí)現(xiàn)在100MHz帶寬下，支持1Gbps的數(shù)據(jù)傳輸速度。為了增加傳輸速率，其中一個(gè)有效可行的辦法就是擴(kuò)大信號傳輸帶寬，從而引出了載波聚合技術(shù)。
載波聚合是LTE-A四大關(guān)鍵技術(shù)之一（另外三個(gè)分別是高階MIMO、增強(qiáng)小區(qū)間干擾協(xié)調(diào)、中繼技術(shù)）。其思想是將多個(gè)連續(xù)或者離散的載波聚合在一起，有效地利用碎片化的頻譜資源，形成一個(gè)更寬的完整頻譜，從而提高數(shù)據(jù)吞吐率。
一般來講，載波聚合分為三種方式（如上圖所示），
（a）帶內(nèi)連續(xù)載波聚合
（b）帶內(nèi)非連續(xù)載波聚合
（c）帶間非連續(xù)載波聚合
和記電訊是目前香港唯一擁有橫跨900MHz、1800MHz、2100MHz、2300MHz及2600MHz五個(gè)頻譜制式頻段的電訊運(yùn)營商，是李嘉誠長和實(shí)業(yè)旗下的子公司。其無線頻譜資源分配如下，
2G/3G 頻譜：900MHz、2100MHz
4G FDD-LTE 頻譜：1800MHz、2600MHz
4G TDD-LTE 頻譜：2300MHz
和記電訊使用的FDD-LTE頻段有1800MHz和2600MHz，TDD-LTE頻段有2300MHz。為了拓寬頻譜，和記將上述三條原本被分隔開的20MHz載波帶寬進(jìn)行合并，組成總頻寬為60MHz的3CC（三元載波），以提高頻譜資源的利用率。即是說，只要你的手機(jī)支持，在同一地點(diǎn)就可以同時(shí)收到1800MHz、2300MHz和2600MHz這三個(gè)頻段的信號，大幅提高手機(jī)上網(wǎng)速度。
3. 下一站 FDD-TDD 5CC LTE-A
放眼未來，4.5G將會是運(yùn)營商邁向5G的一個(gè)過渡。隨著VoLTE技術(shù)的日趨成熟，2G和3G的語音承載能力也不再那么重要了，之后運(yùn)營商會加大LTE網(wǎng)絡(luò)覆蓋能力，使得2G和3G設(shè)備逐漸退網(wǎng)，從而降低運(yùn)營維護(hù)成本。其占用的頻段會隨著設(shè)備的退網(wǎng)而騰空出來，在網(wǎng)絡(luò)不斷演進(jìn)的過程中，甚至?xí)霈F(xiàn)只剩下LTE和5G網(wǎng)絡(luò)的局面。
在不久的將來，香港和記電訊會將其現(xiàn)時(shí)的2G/3G 900MHz和2100MHz網(wǎng)絡(luò)頻譜資源進(jìn)行Refarming（頻譜重整），陸陸續(xù)續(xù)的轉(zhuǎn)為FDD-TDD LTE網(wǎng)絡(luò)使用。預(yù)計(jì)到2018年，其下900MHz、1800MHz、2100MHz、2300MHz及2600MHz這五個(gè)頻段，將可以實(shí)現(xiàn)5CC載波聚合，達(dá)到100MHz的載波帶寬。同時(shí)搭載Massive MIMO、4x4 MIMO、Downlink 256QAM及Uplink 64QAM等LTE-A技術(shù)，以實(shí)現(xiàn)100MHz的載波帶寬，1Gbps下行峰值速率及500Mbps上行峰值速率。
面對即將到來的下一波網(wǎng)絡(luò)升級浪潮侵襲，你準(zhǔn)備好了嗎？你還跟得上嗎
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