LTE后续演进中基于频谱聚合的协同通信

充分利用运营商现有系统资源，兼容运营商现有用户终端，保证系统的平滑演进。

从协同通信的角度看，上述两种通过载波聚合获取更大传输带宽的方法，属于基于频谱聚合的协同通信。文献[1]对协同通信从生物学层面做了较多的分析，但是缺少生态学层面的协同分析，从频谱聚合的角度对协同通信的分析也比较欠缺，本文从协同通信的角度来分析频谱聚合，可以帮助理解宽带系统的设计以及运营商的现网演进，对解决现网演进中的实际问题带来启发。

不同系统间基于频谱聚合的协同通信是本文讨论的重点，特别是不同系统间通过异构频谱聚合的协同通信，可以解决现有多载波捆绑技术无法解决的问题。在本文的第1节，对频谱聚合的发展趋势进行总结，第2节讨论不同系统间通过异构频谱聚合实现对上下行非对称业务的有效支持，第3节讨论不同系统间通过异构频谱聚合实现对时分双工(TDD)与频分复用(FDD)系统间保护带的有效利用。第4节对本文所述的问题进行总结。

1 频谱聚合与协同通信

1.1 频谱聚合的现状

在第4代移动通信系统LTE-A标准研究启动之前，第2代和第3代移动通信系统中就已经在协议层面开始或者完成了对载波聚合的研究，如图1所示。其中有代表性的载波聚合技术规范是时分同步码分多址(TD-SCDMA)系统和高通推出的数据优化多载波多链路扩展(DMMX)和高速数据分组接入多载波多链路扩展(HMMX)平台，以支持EV-DO和高速数据分组接入(HSDPA)长期演进。在图1给出的第2代、第3代和第4代频谱聚合方案中，都是以载波聚合的方式实现的。在图1(b)给出的第2代移动通信系统采用的频谱聚合方式中，高通的DMMX和HMMX具有“多载波多链路”传输能力，可以在多个频段上同时使用多个无线传输协议，比如，700 MHz频段上基于正交频分复用(OFDM)、用于视频服务的MediaFLO前向链路，加上蜂窝频段上基于码分多址(CDMA)的进展数据优化(EV-DO)反向链路，是一个支持系统间(或者跨协议)频谱聚合的平台。

在第2代和第3代移动通信系统采用的频谱聚合，除了高通的DMMX和HMMX支持跨频段跨协议的载波聚合，其他系统，如全球移动通信系统(GSM)、TD-SCDMA以及UMTS的多载波HSPA，都是系统内的连续载波聚合，其追求的目标也很单一，就是扩展传输带宽，而LTE的载波聚合演进则纳入了第4代移动通信系统LTE-A阶段。对于LTE-A，虽然将载波聚合的范围从3G的连续载波间的聚合扩展到了非连续载波的聚合，但是目前仍然是限定在系统内的载波聚合，LTE-A目前没有考虑支持系统间载波聚合，图1(c)所示的第4代频谱聚合中的系统间频谱聚合，是表明在技术层面存在可行性。

1.2 频谱聚合的发展趋势

第4代移动通信系统LTE-A有如下基本问题与基于频谱聚合的协同通信相关：

(1)如何获得大带宽频谱

是在同一个LTE-A FDD系统或者LTE-A TDD系统内进行载波聚合来实现大的传输带宽，还是将LTE-A FDD系统与LTE-A TDD系统通过载波聚合协同起来获得大的传输带宽？