面向未來的LTE設計：4.5G演進路線圖-5-CA商用化和部署4x4 MIMO

圖1、4.5G，邁向5G的必由之路

隨著華為P10，三星Galaxy S8等智慧手機的推出，關於4.5G的新技術淹沒了很多重要國家的市場。大概是為了避免批評他們過度陷入在傳送速率的競爭中，

幾乎所有的電信公司現在都在向外展示他們更關注客戶的滿意度以及意識到了品質保證的重要性的企業形象。

例如近日韓國KT宣佈從4月1日開始在韓國全國的LTE網路上部署C-DRX（Connected Mode Discontinuous Reception），這將大大降低智慧手機電池的消耗量，預計降幅達到45％以上。

同時韓國SK電訊近日舉行新聞發佈會，介紹了SK的5-CA（載波聚合）， 4x4 MIMO的商用化計畫，以及4.5G演進路線圖。同時SK電訊公司強調了支援人工智慧（AI）在網路品質管制中的重要性。

為什麼對電信運營商而言品質管制很重要？原因如下：

•業務的增長

截至2016年12月，視頻占移動總流量的94％。 LTE中的這個殺手級應用一直在推動LTE流量的激增。來自韓國的資料：2016年12月，每個LTE用戶消耗的流量為5.9GB，

LTE的總流量為250PB，分別比上年增長了34％和46％。 2016年，韓國全年的LTE流量為2.5 EB（Exabyte），其中SK電訊產生的流量為1.1個EB，市場份額接近50％。這清楚地展示了Exa流媒體的新時代的到來。根據思科VNI（虛擬網路指數）分析，移動資料流程量預計將在未來五年（2016〜2021年）增長五倍，到2021年每位用戶每月的流量將達到30GB，每個月的總流量將達到1.25 EB。

•移動網路品質

在最佳的無線電條件下，當設備可以訪問可用的所有社區資源時，可以實現移動設備的峰值資料速率（或社區容量）。例如，當使用20MHz， 2x2 MIMO和64QAM時，設備的峰值資料速率將為150Mbps。然而，在無線電條件可能會發生變化的實際設置中，根據網路的品質管制情況，這個峰值速率會下降50％左右。由於社區容量必須由併發訪問社區的用戶共用，所以當訪問社區的用戶越多，

單個使用者的資料速率就越低。

例如，具有80Mbps平均容量的社區可以容易地支援20個使用者以4Mbps的速度傳輸流視訊短片，如果併發的用戶數量增加，將難以提供相同的傳輸品質。更多的使用者和流量意味著較差的服務品質。因此，必須擴大移動網路容量以保持相同的服務品質水準。這就是為什麼在Exa業務時代強調了移動網路中增強容量和品質管制的重要性，而不是僅僅是需要實現高的峰值速率。

當然運營商可以在許多方面改進移動網路的容量。例如，您可以添加更多的頻率資源，應用更有效的調製方案，或者採用更多的天線和更小的社區單元。

4.5G演進路線圖 - 5-CA商業化以及4x4 MIMO部署

3GPP LTE演進路標

我們回顧以下3GPP迄今為止所進行的LTE演進。

3GPP通過發佈協議標準來進行標準管理。在版本8（Releases 8）至版本14（Releases 14）中定義了LTE的分類，其中包括LTE-Advanced（LTE-A）和LTE-Advanced Pro（LTE-A Pro）的LTE標準系列，並且5G標準從版本15（Releases 15）開始。

LTE系列：

- 版本8 - 9（Releases 8 - 9）：LTE

- 版本10 - 12（Releases 10 - 12）：LTE-A

- 版本13 - 14（Releases 13 - 14）：LTE-A Pro

LTE-A Pro，也被稱為4.5G，是所有LTE標準系列中最先進的階段。它支援超過500 Mbps甚至超過1Gbps的資料速率，被稱為“千兆LTE（gigabit LTE）”，因為它提供了千兆比特速度，這個速率達到有線網路的水準。預計即使在5G的到來之後，這些近期的LTE演進技術如4.5G也將繼續擴大市場應用。

圖2、3GPP 標準定義的LTE演進階段

3GPP演進階段

3GPP的協定規範僅僅定義了每個LTE解決方案的特徵，而每個電信公司需要根據自己的網路條件（如業務量，頻譜資源量， UE類別和設備的處理能力）進行實際的LTE演進。例如，下表顯示了SK電訊的LTE演進情況：

表1、示例：SK電訊的LTE演進情況

示例：SK電訊的4.5G演進路線圖

現在我們將研究SK電訊的4.5G路線圖（以DL（下行鏈路）為中心）。

圖2、SK電訊4.5G演進路線圖

表2、SK電訊4.5G演進路線圖

4.5G的關鍵技術

SK電信4.5G演進路線圖的關鍵技術是載波聚合（CA，Carrier Aggregation），256 QAM和4x4 MIMO，這些技術組合使4.5G的演進成為可能。

圖3、4.5G的關鍵技術

載波聚合（CA，Carrier Aggregation） - 通過組合頻帶擴展總頻寬來增強資料速率。簡單地計算頻寬增加了三倍，資料速率也將提高了三倍。

256 QAM - 與64 QAM相比，資料傳輸效率提高了33％

4x4 MIMO - 使用額外的天線數量來增強資料速率。將天線數量從2X2倍增至4x4可能會使資料速率翻倍。

（完）