LTE-Advanced 介紹

LTE-Advanced 為 3GPP 為符合 ITU-R 所提出的 IMT-Advanced 下世代傳輸標準 所制定的協定。LTE 本身可以作為滿足 IMT-Advanced 需求的技術基礎和核心，其中 重要的原則為向下相容，符合 2G 與 3G 以下的 GSM 傳輸系統。基本傳輸數據如下:

靜止時最高傳輸速度可達 1Gbps，120Km/hr 動態移動時可達 100Mbps，350Km/hr 不 斷線；單一 BS 涵蓋範圍達到 100KM ， 此處為直線傳播( Line-of-sight, LOS)狀態，

非直線傳播( Non-Line-of sight, N-LOS)狀態依照不同規格參數與環境有所不同，約為 0.5~10KM。由於 LTE-Advanced 的高傳輸設計允許更大的頻帶寬 ( bandwidth )，達 到了 40MHz，60MHz，甚至更高。將導致可用的頻譜功率強度降低，低頻譜區帶大 多已經劃分給 3G 以下規格使用而不敷使用，符合 LTE-Advanced 需求的頻帶寬多數 屬於高頻譜區帶，使用高頻譜傳輸 ( 3~5GHz 區段頻譜 ) 物理性能有著比低頻譜 ( 如

2G 或 3G 通訊系統主要使用的 1GHz~3GHz ) 更嚴重的衰減問題，因此 LTE-Advanced 發展許多的技術用以解決頻譜不足以及訊號衰減的問題[16]。

整理 LTE-Advanced 主要關鍵技術有五點[17]：

1. 多頻段協同與頻譜整合

多頻段層疊無線接入系統：高頻段優化的系統用於小範圍區域、室內和家庭基站

（Home BS）等場景採用階層式的架構( Hierarchical Cell Structure, HCS)，基於低 頻段的系統為高頻段系統提供“Base”，填補高頻段系統的覆蓋空洞和高速移動用 戶 ，頻寬集成（Carrier Aggregation）：將相鄰的數個較小的頻帶整合為 1 個較大 的頻帶 。

2. 中繼（Relay）技術：Relay Station (RS): 改善覆蓋和提高容量 Reapter Layer 1 RS (AF amplify-and-forward)增強 Reapter Layer 2 RS 和 Layer 3 RS (DF decoded-and-forward)，其中 Layer 2 爭議較大 ，RS 新的干擾源，需要新的結構和資源調 度，採雙工方式等. 。

3. 協同多點傳輸 : CoMP，Coordinative Multiple Point 類似於分布式天線階層式架構 可配合各種不同的區域使用特性而配置不同服務品質，提升系統使用效率與品 質，增強服務，尤其是band-edge 地區。

4. 家庭基站帶來的挑戰 :密集部署、重疊覆蓋會造成很復雜的干擾，家庭基站的所有 權變化，運營商可能部分的喪失網段優化的控制權，更增加了干擾控制和接入管 理的難度。

5. 物理層傳輸技術 :上行 OFDMA 代替 SC-FDMA(DFT-S-OFDM) 以小區間區域干擾 抑制技術達到聯合檢測和干擾消除，在各種 4G 技術中已經確立了 OFDMA 的技 術架構，階層式中繼站可在兼顧成本效益下實現該技術架構。

BS 與 UE 無線訊號藉由 RS 來傳遞，可使 UE 有更好的接收品質。由於 LTE-Advanced 使用 OFDMA 技術，靠近 BS 的中心區域與邊緣區域的傳輸速率仍有極大 的差距，BS 不使用 RS 的情形下只能使用功率與頻譜的控制，LTE-Advanced 允許 採用穿透力高的不同頻譜或功率增益( 發送高功率)的方式來因應邊緣區域的 UE 傳 輸，即使如此，該細胞中心與邊緣區域傳輸速率仍可達到30 倍以上的差異，而且在

利用 RS 的架構，將可使 BS 細胞中的資源配置更為靈活，讓無線資源做更有效 的利用，將 BS 用來規劃大範圍的區域服務，而 RS 用來提升小區域中的容量或整體 覆蓋率。例如邊緣區域可讓 RS 與 UE 使用相同的頻譜，RS 與 UE 的傳輸只需要調 整適當的功率增益，即可達到提升傳輸速率的效果，且降低對 BS 內 UE 的干擾程 度。相同的資源配置也可以使用在頻率分配上，可將穿透力高而傳輸速率低的頻率 用於遠距離的區域傳輸，而傳輸速率高卻穿透力差的頻率可用於近距離的傳輸。[11]