从去年起，中国移动就在国内开展了大规模的TD-LTE试验网络建设。今年更是将在国内百余城市建设TD-LTE网络。而目前，大部分TD-LTE基站采用F频段作为其覆盖的主要频段。据了解，截至目前，F频段可供TD-LTE使用的频谱资源仅有20M。这对F频段TD-LTE未来应对大规模用户进行扩容带来了频率上的短板，同时随着移动互联网应用不断丰富，人们对于网速提升需求旺盛。这为LTE提出了新的挑战。不过，通过载波聚合技术将有效提升网络价值以应对未来容量与速率的需求。
爱立信东北亚区客户交流与咨询部系统架构师陈涛在接受《通信产业报》(网)记者采访时表示，受智能终端和业务应用所带来的影响，全球各地的移动宽带网络流量都在以惊人的速度持续增长，网络容量需求一直是困扰运营商的难题，对于LTE而言，多天线、CoMP等Rel-10及后续技术面向不同或特定应用场景，对于提升单载波内的频谱效率已接近香农极限，这样一来增加频谱成为最直接有效的扩容方式。而多载波和载波聚合技术将更为直接有效的提升网络容量以及用户感知。
提升F频段价值
对于中国移动来说，在原有建设的TD-SCDMA基站上进行升级改造无疑是目前在最短时间内完成全国百余城市TD-LTE覆盖的***选择。
但随着TD-LTE网络在短时间内完成建设任务，4G牌照即将发放，TD-LTE网络将迎来用户快速发展时期，如何应对未来用户增长带来网络容量压力，提升高速上网体验正成为中国移动将要考虑的问题。而载波聚合技术与MIMO等技术相结合恰恰能解决这一难题。
据了解，从LTE到LTE-A系统的演进过程中，更宽频谱的需求将成为影响演进的最重要因素之一。当前LTE- A系统有6个候选频点，如果考虑到现有的频谱分配方式和规划，很难找到足够的承载LTE-A系统100MHz带宽的整段频带。因此，3GPP提出了使用载波聚合(Carrier Aggregation)技术来解决LTE-A系统对频带资源的需求。
载波聚合技术将多个LTE载波扩展成LTE-A系统的传输载波。并且LTE系统的用户终端和LTE-A系统的用户终端均可以使用“LTE载波单元”进行通信。目前，LTE-A系统的潜在应用频段包括450MHz～470MHz、698MHz～862MHz、790MHz～862MHz、2.3GHz～2.4GHz、3.4GHz～3.6GHz。因此，频谱聚合要求可以在多个频点上跨频带进行聚合。
作为LTE-A中的技术，TDD、FDD均可采用。而TD-LTE技术无需采用对称频谱的特性更适用于采用载波聚合技术。在去年的TD-LTE组网技术研讨会上，中国移动研究院副院长黄宇红指出，“不对称频谱利于实现和应用载波聚合技术，使TD-LTE充分利用频谱资源，获得更高的峰值速率。”
据黄宇红介绍，在单载波情况下，FDD在使用20MHz+20MHz的情况下，下行峰值速率可以达到150Mbps，TDD使用20MHz(3：1时隙配比)的情况下，下行峰值速率仅为110Mbps (3：1时隙配比)。而在TDD中引入载波聚合，TDD聚合20MHz+20MHz的情况下，下行峰值速率可以达到220Mbps(3：1时隙配比)，超过相同系统带宽FDD的峰值速率。TD-LTE采用载波聚合技术将有利于进一步发挥TDD的优势。
多地开展载波聚合测试
在意识到载波聚合给网络带来的改变后，全球4G运营商纷纷将载波聚合技术看做是提高频谱利用效率，提升LTE网络速率、网络价值的有效手段。
如韩国SK电讯于2012年5月30日推出了全球***重叠利用LTE频率的多载波技术;而推出TD-LTE网络的美国移动运营商Clearwire公司也表示，将在其LTE网络中采用载波聚合技术;此外，AT&T也已公开表示将采用载波聚合技术。
业内人士表示，目前，跨3载波的聚合模式正成为部分运营商新的兴趣点。
与此同时，随着国内TD-LTE网络建设不断完善，TD-TLTE商用已近在眼前。据了解，作为最早开展TD-LTE试验网建设的城市，广州、深圳等地区，其TD-LTE网络已日臻完善。如广州建成TD-LTE站点3700多个，覆盖面积约970多平方公里;深圳建成TD-LTE站点3100多个，覆盖面积595平方公里。两地中心区的4G网络覆盖都已经达到3G覆盖水平。这为载波聚合技术在国内网络中进行测试提供了可能。而这些地区也正是未来载波聚合的主要应用场景。
陈涛表示，载波聚合的主要应用场景是具备高话务量需求的核心密集城区，随着移动宽带业务量的增长，系统负荷的增加导致平均用户速率下降，该种场景下载波聚合的优势明显，通过频谱带宽的扩展自然减少了小区的负荷，降低噪声的抬升， 提高终端用户体验。
在这些国内外网络中进行的载波聚合测试不仅包括了连续频段的载波聚合也包括了非连续频段的载波聚合。
如爱立信、华为、中兴、诺西等都纷纷与运营商合作发展载波聚合技术，基本可实现峰值300Mb/s左右的下载速率。而在2012年10月，华为与运营商联合发布***个LTE-ADVanced商用网络，采用载波聚合技术实现了峰值300Mb/s的下载速率;2013年1月份，中兴通讯在广州扩大规模试验网环境下***实现D频段的载波聚合测试，采用载波聚合(CA)技术实现了TD-LTE单用户在上下行子帧1：3配比及特殊时隙10：2：2配比下223Mbps的峰值下行速率。
随着载波聚合技术不断完善，更多的载波聚合方案被提出。据了解，载波聚合是LTE-ADVanced的最关键技术之一。业界普通的载波聚合只能在基站内实现多载波的聚合，而大量的小区边缘区域则无法实现聚合，严重影响小区边缘用户的体验速率。为此，厂商均纷纷提出针对其问题的解决方案以实现基站间和宏微站间的载波聚合，全面提升小区边缘速率，实现超宽带、零等待和无处不在的连接等效果。如华为载波聚合整体解决方案等。
在今年年初，中兴通讯在北京实现了F+D跨频段载波聚合，现场测试速率分别达到430Mbps(4×4MIMO模式)，223Mbps(2×2MIMO模式)。中兴通讯中国区副总经理顾翔表示：“利用TD-SCDMA现网网络资源可实现F频段快速升级TD-LTE网络，但F频段仅有1个频点20MHz，需要通过D频段增加频点实现容量补充满足中长期业务发展需求，同时可成倍提升TD-LTE网络承载能力，增强异频点间负载均衡，提升网络性能，实现F+D频段40MHz载波聚合是战略性的技术突破，里程碑式的进步。”
仍需完善
虽然目前，业界对载波聚合技术产生了极大的兴趣，但作为一项LTE-A技术中的全新的技术，若想实现载波聚合仍然存在问题。
据陈涛介绍，目前R10 CA的工作仍在继续，功能部分已冻结，性能评估进行中;R11/12中仍有TDD的遗留问题仍有待讨论解决。其中仍在讨论之中的包括了涉及TD-LTE adv.的跨载波调度，不同上下行配比的载波聚合。而涉及F频段(B39)跨频段载波聚合目前在R12中开始讨论。
陈涛表示，目前中国移动F频段上实现载波聚合仍然在TDD载波的上下行时隙配比以及终端的发射功率受限上存在难点。
此外，终端也正成为载波聚合技术发展的一大挑战。由于需要支持多个载波，便为终端制造带来了一定复杂度。
如SK电讯在推出多载波LTE网络试点后，便开始呼吁终端制造商们，在未来推出的新手机中配备支持多载波频谱范围连接的芯片，要同时支持800MHz和1.8GHz频谱标准。
除了要支持多个频谱标准外，终端功耗问题也是载波聚合推广中的一个难题。研究称，上行多载波聚合会加大终端的功耗。在上行多载波同时发送数据的情况下，上行单载波发送特性将难以保持，这将带来上行信号峰均比的显著增加以及终端耗电量的提升。
与此同时，终端将受到载波管理问题的困扰。如载波聚合个数会因使用服务的带宽需求增加或减少，因此，需要有效的方法来进行管理。
补充阅读：载波聚合技术与多载波技术差异
·单用户峰值速率：通过载波聚合，可以将多个载波聚合在一起为一个用户服务，成倍提高单用户峰值速率;多载波技术下，仍然是一个载波为一个用户服务，单用户峰值速率无法实现成倍提升;
·控制信道干扰消除：载波聚合可以利用控制信道跨载波调度的方式使控制信令仅在一个载波上传输，从而规避控制信道的干扰;而多载波技术的每个载波上都必须同时发送控制信令，无法规避控制信道的干扰;;
·负载均衡难易度：载波聚合通过载波管理和资源调度手段实现负载均衡，实现更为简单;
·离散频谱的利用情况：通过载波聚合，运营商的一些离散的频谱(尤其是Refarming之后)可以得到充分利用，为用户提供高带宽的服务;而多载波技术利用离散频谱的效率较低。
