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为了满足IMT-Advanced(4G)的各种需求指标，3GPP针对LTE-Advanced(LTE-A)提出了几个关键技术，包括载波聚合、协作多点发送和接收、接力传输、多天线增强等。
LTE-A系统的关键技术包括：
载波聚合
LTE-A支持连续载波聚合以及频带内和频带间的非连续载波聚合，最大能聚合带宽可达100MHz。为了在LTE-A商用初期能有效利用载波，即保证LTE终端能够接入LTE-A系统，每个载波应能够配置成与LTE后向兼容的载波，然而也不排除设计仅被LTE-A系统使用的载波。
目前3GPP根据运营商的需求识别出了12种载波聚合的应用场景，其中4种作为近期重点分别涉及到FDD和TDD的连续和非连续载波聚合场景。在LTE-A的研究阶段，载波聚合的相关研究重点包括连续载波聚合的频谱利用率提升，上下行非对称的载波聚合场景的控制信道的设计等。
多点协作
多点协作分为多点协调调度和多点联合处理两大类，分别适用于不同的应用场景，互相之间不能完全取代。多点协调调度的研究主要是集中在和多天线波束赋形相结合的解决方案上。
在3GPP最近针对ITU的初步评估中，多点协作技术是唯一能在基站四天线配置条件下满足所有场景的需求指标的技术，并同时明显改进上行和下行的系统性能，因此多点协调的标准化进度成为3GPP提交的4G候选方案和面向ITU评估的重中之重。
接力传输
未来移动通信系统在传统的蜂窝网的基础上需要对城市热点地区容量优化，并且在需要扩展盲区、地铁及农村的覆盖。
目前在3GPP的标准化工作集中在低功率可以部署在电线杆或者外墙上的带内回程的接力传输上，其体积小重量轻，易于选址。一般来说，带内回程的接力传输相比传统的微波回程的接力传输性能要低，但带内回程不需要LTE频谱之外的回程频段而进一步节省费用，因此二者各自有其市场需求和应用场景。
多天线增强
鉴于日益珍贵的频率资源，多天线技术由于通过扩展空间的传输维度而成倍地提高信道容量而被多种标准广泛采纳。
受限于发射天线高度对信道的影响，LTE-A系统上行和下行多天线增强的重点有所区别。在LTE系统的多种下行多天线模式基础上，LTE-A要求支持的下行最高多天线配置规格为8x8，同时多用户空分复用的增强被认为是标准化的重点。LTE-A相对于LTE系统的上行增强主要集中在如何利用终端的多个功率放大器，利用上行发射分集来增强覆盖，上行空间复用来提高上行峰值速率等。
LTE-Advanced与4G进程相互协同。2008年3月ITU-R发出通函，向各成员征集4G候选技术提案，正式启动了4G标准化工作。在去年7月初结束的ITU-RWP5D的迪拜会议上，ITU确定了4G最小需求，包括小区频谱效率、峰值频谱效率、频谱带宽等8个技术指标，这将成为衡量一个候选技术是否能成为4G技术的关键指标。
而3GPP将以独立成员的身份向ITU提交面向4G技术的LTE-Advanced(LTE-A)。从2008年3月开始，3GPP就展开了面向4G的研究工作，并制定了详尽的时间表，与ITU的时间流程紧密契合。在ITU-RWP5D的时间表中有两个关键的时间点：在2009年10月WP5D第6次会议结束4G候选技术方案的征集，2010年10月WP5D第9次会议确定4G技术框架和主要技术特性，确定4G技术方案。围绕这两个时间点，3GPP对其工作进行了部署，已经于2008年9月向ITU-RWP5D提交了LTE-A的最初版本，并计划分别于2009年5月和2009年9月提交完整版和最终版。
10月14日至21日，国际电信联盟在德国德累斯顿举行ITU-R WP5D工作组第6次会议，LTE-Advanced入围，包含TDD和FDD两种制式。
国际电信联盟(ITU)预计于2010年10月在中国举行的会议上确定4G(IMT-Advanced)国际标准。
