LTE的载波聚合技术
人们对数据速率的要求越来越高，载波聚合（Carrier Aggregation ，CA) 成为运营商面向未来的必然选择。什么是载波聚合？简单一点说，就是把零碎的
LTE频段合并成一个“虚拟”的更宽的频段，以提高数据速率。
我们先来看看全球CA发展历程。
1）2013年，韩国SK电信首次商用CA，其将800MHZ频段和 1.8GHZ频段聚合为一个20MHZ频段，以获得下行峰值速率150Mbps。LGU+一个月后跟进。
2）2013年11月，英国运营商EE宣布完成inter-band 40 MHz载波聚合，理论速率可达300Mpbs。
3）2013年12月，澳大利亚运营商Optus首次完成在TD-LTE上载波聚合。紧随其后，日本软银、香港CSL、澳大利亚Telstra等也相继部署或商用载波聚合。
刚开始，载波聚合部署仅限于2载波。2014年，韩国SK电信、LGU+成功演示了3载波聚合。随着技术的不断演进，相信未来还有更多CC的载波聚合。当然还包括TDD和FDD、LTE和WiFi之间的载波聚合。中国电信在2014年9月成功演示了FDD和TDD的载波聚合，这也是载波聚合路上一个新的里程碑。为了说清楚载波聚合，我们首先来了解一下LTE的频段分配。
载波聚合的分类
载波聚合主要分为intra-band 和inter-band载波聚合，其中intra-band载波聚合又分为连续(contiguous)和非连续(non-contiguous)。
对于intra-band CA (contiguous)中心频点间隔要满足300kHz的整数倍，即Nx300 kHz。
对于intra-band 非连续载波聚合，该间隔为一个或多个GAP（s）。
3GPP关于载波聚合的定义
下图是3GPP关于载波聚合从Re-10到Re-12的定义历程。
3GPP Rel-10定义了bands 1 (FDD) 和band 40 (TDD)的intra-band 连续载波，分别命名为CA_1C 和CA_40C。同时还定义band1和5的inter-band载波聚合，命名为CA_1A-5A。
3GPP Rel-11定义了更多CA配置，如下图：
3GPP Rel-12包含了TDD和FDD的载波聚合，同时还定义了支持上行2CC和下行3CC载波聚合等等。
连续CA带宽等级和保护带宽
对于频段内连续载波聚合，CA 带宽等级根据其支持的CC 数量和物理资源块(Physical Resource Blocks ，PRBs)) 的数量来定义。CA 带宽等级表示最大ATBC和最大CC 数量。ATBC，即Aggregated Transmission Bandwidth Configuration，指聚合的PRB的总数量。保护带宽（Guard bands）专门定义于连续CA，指连续CC之间需有一定的保护带宽。
下表列出了CA带宽等级和相应保护带宽。
另外，对于带内连续CA，PCell和SCell频段相同，频点间隔为300kHz整数倍，且满足如下公式：
明白了上面关于带宽等级的定义，我们就很容易理解载波聚合的命名规则了。比如，以CA_1C 为例，它表示在band1上的intra-band连续载波聚合，2个CC，带宽等级为C，即最大200 RBs。
对应于带宽等级为C，每CC的RB分配也可以是不同的组合，不过范围在
100-200 RBs之间。
带内连续intra-band（contiguous）载波聚合
有两种方案：
●一种可能的方案是F1 和F2 小区位置相同并且重叠，提供几乎完全相同的覆盖范围。两层都提供重复的覆盖，并在两层都支持移动性。相似的方案是F1 和F2 位于拥有相似路径损失配置文件的同一频段上。
●另一方案是F1 和F2 位置相同而实现不同覆盖范围：F2 天线导向至F1 的小区边界或者F1 覆盖空洞中，以便改善覆盖范围和/或提高小区边缘吞吐量。
频段间非连续
●当F1（较低频率）提供广覆盖并且F2 上的RRH F2（较高频率）用于改善热点上的吞吐量时，可以考虑射频拉远(RRH) 方案。移动性根据F1 覆盖来执行。F1 和F2 处于不同频段时考虑类似的方案。
●在HetNet 方案中，有望看到许多小型小区和中继在各种频段上工作。PCell / SCell / Serving Cell 概念
每个CC对应一个独立的Cell。配置了CA的UE与1个PCell和至多4个SCell 相连。某UE的PCell和所有SCell组成了该UE的Serving Cell集合。Serving Cell可指代PCell也可以指代SCell。
PCell是UE初始接入时的cell，负责与UE之间的RRC通信。SCell是在RRC 重配置时添加的，用于提供额外的无线资源。
PCell是在连接建立（connection establishment）时确定的；SCell是在初始安全激活流程（initial security activation procedure）之后，通过RRC连接重配置消息RRCConnectionReconfiguration添加/修改/释放的。
每个CC都有一个对应的索引，primary CC索引固定为0，而每个UE的secondary CC索引是通过UE特定的RRC信令发给UE的。
某个UE聚合的CC通常来自同一个eNodeB且这些CC是同步的。
当配置了CA的UE在所有的Serving Cell内使用相同的C-RNTI。
CA是UE级的特性，不同的UE可能有不同的PCell以及Serving Cell集合。
Pcell是UE与之通信的主要小区，被定义为用来传输RRC信令的小区，或者相当于存在物理上行控制信道（PUCCH）的小区，这个信道在一个指定的UE中只能有一个。一个PCell 始终在RRC_CONNECTED 模式中处于活动状态，同时可能有一个或多个SCell 处于活动状态。其他的SCells 仅可在连接建立后配置为CONNECTED 模式，以提供额外的无线资源。
所有PCell 和SCell 统称为服务小区。PCell 和SCell 以此为基础的分量载波分别为主分量载波(PCC) 和辅助分量载波(SCC)。
●一个PCell 配有一个物理下行控制信道(PDCCH) 和一个物理上行控制信道(PUCCH)。
- 测量和移动性过程基于PCell
- 随机接入过程在PCell 上进行
- PCell 不可被去激活。
●一个SCell 可能配有一个物理下行控制信道(PDCCH)，也可能不，具体取决
于UE 功能。SCell 绝没有PUCCH。
- SCell 支持以MAC 层为基础的激活/去激活过程，以便UE节省电池电量。
简单地做个比较：还以上面的运输做类比，PCell相当于主干道，主干道只有一条，不仅运输货物，还负责与接收端进行交流，根据接收端的能力（UE Capability）以及有多少货物要发（负载）等告诉接收端要在哪几条干道上收货以及这些干道
的基本情况等（PCell负责RRC连接）。SCell相当于辅干道，只负责运输货物。
接收端需要告诉发货端自己的能力，比如能不能同时从多条干道接收货物，在每条干道上一次能接收多少货物等（UE Capability）。发货端（eNodeB）才好按照对端（UE）的能力调度发货，否则接收端处理不过来也是白费！（这里只
是以下行为例，UE也可能为发货端）。
因为不同的干道还可能运输另一批货物（其它UE的数据），不同的货物需要区分开，所以在不同的干道上传输的同一批货物（属于同一个UE）有一个相同的标记（C-RNTI）。
跨载波调度
跨载波调度是Release 10 中为UE 引入的可选功能，它可以在UE 能力传输过程中通过RRC 激活。此功能的目的是减少使用了大型小区、小型小区和中继的
异构网络(HetNet) 方案中对载波聚合的干扰。跨载波调度仅用于在没有
PDCCH 的SCell 上调度资源。
负责在跨载波调度上下文中提供调度信息的载波通过下行控制信息(DCI) 中的载波指示符字段(CIF) 指明。此调度也支持HetNet 和不对称配置。
激活与去激活
为了更好地管理配置了CA的UE的电池消耗，LTE提供了SCell的激活/去激活机制（不支持PCell的激活/去激活）。
当SCell激活时，UE在该CC内1）发送SRS；2）上报CQI/PMI/RI/PTI；3）检测用于该SCell和在该SCell上传输的PDCCH。
当SCell去激活时，UE在该CC内1）不发送SRS；2）不上报CQI/PMI/RI/PTI；3）不传输上行数据（包含pending的重传数据）；4）不检测用于该SCell和在该SCell上传输的PDCCH；5）可以用于path-loss reference for measurements for uplink power control，但是测量的频率降低，以便降低功率消耗。
重配消息中不带mobility控制信息时，新添加到serving cell的SCell初始为“deactivated”；而原本就在serving cell集合中SCell（未变化或重配置），不改变他们原有的激活状态。
重配消息中带mobility控制信息时（例如handover），所有的SCell均为“deactivated”态。
UE的激活/去激活机制基于MAC control element和deactivation timers的结合。
基于MAC CE的SCell激活/去激活操作是由eNodeB控制的，基于deactivation timer的SCell激活/去激活操作是由UE控制。
MAC CE的格式：LCID为11011，见下图：
Bit设置为1，表示对应的SCell被激活；设置为0，表示对应的SCell被去激活。
每个SCell有一个deactivation timer，但是对应某个UE的所有SCell，deactivation timer是相同的，并通过sCellDeactivationTimer字段配置（由eNodeB配置）。该值可以配置成“infinity”，即去使能基于timer的deactivation。
当在deactivation timer指定的时间内，UE没有在某个CC上收到数据或PDCCH消息，则对应的SCell将去激活。这也是UE可以自动将某SCell去激
活的唯一情况。
当UE在子帧n收到激活命令时，对应的操作将在n+8子帧启动。
1. 特性概述 1.1基本定义 CA：Carrier Aggregation，载波聚合。 CC：Component Carrier ，分支载波。 PCC：Primary Cell，主小区 SCC：Secondary Cell，辅小区 小区集：CA载波集合主要包括PCC、SCC，小区集为PCC、SCC共同组成的集合。1.2应用场景 3GPP Release 10（TS 36.300 AnnexJ）定义了CA的5种典型场景。华为eNodeB对这5种场景的支持情况如下表所示。 场景1：共站同覆盖 目前协议明确规定CA典型场景中，两个不同频率的载波是在同一个eNodeB内，即intra eNodeB。
F1：载波频率1 F2：载波频率2 场景2：共站不同覆盖 场景3：共站补盲 场景4：共站不同覆盖+RRH
场景5：共站不同覆盖+直放站 1.3载波聚合类型 标准上支持的CA载波聚合类型有：Intra-Band和Inter-Band，详细如下：类型1：Intra-band contiguous component carriers aggregated 类型2：Intra-band non-contiguous component carriers aggregated
类型3：Inter-band non-contiguous component carriers aggregated 注：协议规定，连续两个CC的载波间隔必须为300kHz的整数倍，以保证子载波的正交性； 若非连续载波，没有要求。 1.4网元要求 CA特性对于网元的要求，如下表所示： 根据3GPP 36.104 6.5.3要求： ●intra-band CA (contiguous)两频点采用不同RRU/RFU，同步时延需 在130ns以下； ●intra-band CA (non-contiguous)两频点采用不用RRU/RFU，同步时 延需在260ns以下； ●inter-band CA两频点采用不同RRU/RFU，同步时延需在1.3us以 下。 根据3GPP 36.808 5.7要求，intra-band CA (contiguous)中心频点间隔 要满足300khz的整数倍： 连续的20MHz+20MHz，中心频点间隔为19.8MHz；20MHz+10MHz， 中心频点间隔为14.4MHz。计算公式如下： 以苏州联通为例，CA演示选用频段及频点为：
LTE的载波聚合技术 人们对数据速率的要求越来越高，载波聚合（Carrier Aggregation ，CA) 成为运营商面向未来的必然选择。什么是载波聚合？简单一点说，就是把零碎的LTE频段合并成一个“虚拟”的更宽的频段，以提高数据速率。 我们先来看看全球CA发展历程。 1）2013年，韩国SK电信首次商用CA，其将800MHZ频段和1.8GHZ频段聚合为一个20MHZ频段，以获得下行峰值速率150Mbps。LGU+一个月后跟进。 2）2013年11月，英国运营商EE宣布完成inter-band 40 MHz载波聚合，理论速率可达300Mpbs。 3）2013年12月，澳大利亚运营商Optus首次完成在TD-LTE上载波聚合。紧随其后，日本软银、香港CSL、澳大利亚Telstra等也相继部署或商用载波聚合。
刚开始，载波聚合部署仅限于2载波。2014年，韩国SK电信、LGU+成功演示了3载波聚合。随着技术的不断演进，相信未来还有更多CC的载波聚合。当然还包括TDD和FDD、LTE和WiFi之间的载波聚合。中国电信在2014年9月成功演示了FDD和TDD的载波聚合，这也是载波聚合路上一个新的里程碑。为了说清楚载波聚合，我们首先来了解一下LTE的频段分配。
载波聚合的分类 载波聚合主要分为intra-band 和inter-band载波聚合，其中intra-band载波聚合又分为连续(contiguous)和非连续(non-contiguous)。 对于intra-band CA (contiguous)中心频点间隔要满足300kHz的整数倍，即Nx300 kHz。 对于intra-band 非连续载波聚合，该间隔为一个或多个GAP（s）。 3GPP关于载波聚合的定义
首先介绍几个基本概念 Primary Cell（PCell）：主小区是工作在主频带上的小区。UE在该小区进行初始连接建立过程，或开始连接重建立过程。在切换过程中该小区被指示为主小区（见36.331的3.1节） Secondary Cell（SCell）：辅小区是工作在辅频带上的小区。一旦RRC连接建立，辅小区就可能被配置以提供额外的无线资源（见36.331的3.1节） Serving Cell：处于RRC_CONNECTED态的UE，如果没有配置CA，则只有一个Serving Cell，即PCell；如果配置了CA，则ServingCell集合是由PCell和SCell组成（见36.331的3.1节）CC：Component Carrier；载波单元 DL PCC：Downlink Primary Component Carrier；下行主载波单元 UL PCC：Uplink Primary ComponentCarrier；上行主载波单元 DL SCC：Downlink SecondaryComponent Carrier；下行辅载波单元 UL SCC：Uplink SecondaryComponent Carrier；上行辅载波单元 为了满足LTE-A下行峰速1 Gbps，上行峰速500 Mbps的要求，需要提供最大100 MHz的传输带宽，但由于这么大带宽的连续频谱的稀缺，LTE-A提出了载波聚合的解决方案。 载波聚合（Carrier Aggregation, CA）是将2个或更多的载波单元（Component Carrier, CC）聚合在一起以支持更大的传输带宽（最大为100MHz）。 每个CC的最大带宽为20 MHz。 为了高效地利用零碎的频谱，CA支持不同CC之间的聚合,如下图： ?相同或不同带宽的CCs ?同一频带内，邻接或非邻接的CCs ?不同频带内的CCs 从基带(baseband)实现角度来看，这几种情况是没有区别的。这主要影响RF实现的复杂性。 CA的另一个动力来自与对异构网络HetNet（heterogeneous network）的支持。后续会在跨承载调度(cross-carrierscheduling)中对异构网络进行介绍。 ?Rel-10中的所有CC都是后向兼容的（backward-compatible），即同时支持Rel-8的UE。?R10版本UE支持CA，能够同时发送和接收来自多个CC（对应多个serving cell）的数据R8版本UE只支持在一个serving cell内，从一个CC接收数据以及在一个CC发送数据。 简单地做个比较：原本只能在一条大道（cell或cc）上运输的某批货物（某UE的数据），
联通L T E C A载波聚合 技术介绍 SANY标准化小组 #QS8QHH-HHGX8Q8-GNHHJ8-HHMHGN#
1.特性概述 1.1基本定义 CA：CarrierAggregation，载波聚合。 CC：ComponentCarrier，分支载波。 PCC：PrimaryCell，主小区 SCC：SecondaryCell，辅小区 小区集：CA载波集合主要包括PCC、SCC，小区集为PCC、SCC共同组成的集合。 1.2应用场景 3GPPRelease10（TS36.300AnnexJ）定义了CA的5种典型场景。华为eNodeB对这5种场景的支持情况如下表所示。 场景1：共站同覆盖 目前协议明确规定CA典型场景中，两个不同频率的载波是在同一个eNodeB 内，即intraeNodeB。 F1：载波频率1 F2：载波频率2 场景2：共站不同覆盖 场景3：共站补盲
场景4：共站不同覆盖+RRH 场景5：共站不同覆盖+直放站 1.3载波聚合类型 标准上支持的CA载波聚合类型有：Intra-Band和Inter-Band，详细如下： 类型1：Intra-bandcontiguouscomponentcarriersaggregated 类型2：Intra-bandnon-contiguouscomponentcarriersaggregated 类型3：Inter-bandnon-contiguouscomponentcarriersaggregated 注：协议规定，连续两个CC的载波间隔必须为300kHz的整数倍，以保证子载波的正交性；若非连续载波，没有要求。 1.4网元要求 根据3GPP36.1046.5.3要求： intra-bandCA(contiguous)两频点采用不同RRU/RFU，同步时延需 在130ns以下； intra-bandCA(non-contiguous)两频点采用不用RRU/RFU，同步时 延需在260ns以下； inter-bandCA两频点采用不同RRU/RFU，同步时延需在1.3us以 下。 根据3GPP36.8085.7要求，intra-bandCA(contiguous)中心频点间隔 要满足300khz的整数倍： 连续的20MHz+20MHz，中心频点间隔为19.8MHz；20MHz+10MHz，中心 频点间隔为14.4MHz。计算公式如下： 以苏州联通为例，CA演示选用频段及频点为： 1.8G：下行频率——1860MHz频点——1750 2.6G：下行频率——2640MHz频点——2950 说明 BWchanne(1)、BWchannel(2)分别为两个载波的带宽。
1.特性概述 1.1基本定义 CA：Carrier Aggregation，载波聚合。 CC：Component Carrier ，分支载波。 PCC：Primary Cell，主小区 SCC：Secondary Cell，辅小区 小区集：CA载波集合主要包括PCC、SCC，小区集为PCC、SCC共同组成的集合。 1.2应用场景 3GPP Release 10（TS 36.300 AnnexJ）定义了CA的5种典型场景。华为eNodeB对这5种场景的支持情况如下表所示。 场景1：共站同覆盖 目前协议明确规定CA典型场景中，两个不同频率的载波是在同一个eNodeB内，即intra eNodeB。F1：载波频率1 F2：载波频率2 场景2：共站不同覆盖
场景3：共站补盲 场景4：共站不同覆盖+RRH 场景5：共站不同覆盖+直放站 1.3载波聚合类型 标准上支持的CA载波聚合类型有：Intra-Band和Inter-Band，详细如下： 类型1：Intra-band contiguous component carriers aggregated 类型2：Intra-band non-contiguous component carriers aggregated 类型3：Inter-band non-contiguous component carriers aggregated 注：协议规定，连续两个CC的载波间隔必须为300kHz的整数倍，以保证子载波的正交性；若非连续载波，没有要求。 1.4网元要求 CA特性对于网元的要求，如下表所示：
1.5载波管理 载波聚合状态： CA UE共有三种状态：SCell（Secondary Cell）配置未激活、SCell配置并激活、SCell未配置。CA UE将满足A4测量门限值的小区上报给eNodeB，如果该小区与PCell（Primary Cell）属于同一个CA Group，那么eNodeB下发RRC Connection Reconfiguration 将其配置为该CA UE的SCell。当CA UE上报SCell的CaMgtCfg.CarrAggrA2ThdRsrp，通过RRC Connection Reconfiguration 将该CA UE的SCell删除。 如果打开载波管理（LAOFD-00100106 Carrier Management）开关CaMgtCfg.CarrierMgtSwitch （亦即设为ON），在CA UE数据量不大的情况下可以去激活SCell从而节省UE在SCell的盲检、收发数据的能耗，以及上行CSI反馈。 当CA UE数据量大于一定门限时，则可以快速激活SCell，以提升CA UE的数据量吞吐能力。如下图所示。 业务量触发的SCell激活： 当CA UE已配置SCell但未激活，满足如下条件： ●RLC缓存数据量> max (RLC出口速率* CaMgtCfg.ActiveBufferDelayThd, CaMgtCfg.ActiveBufferLenThd) ●并且RLC 首包时延> CaMgtCfg.ActiveBufferDelayThd eNodeB将下发MAC CE（MAC Control Element），快速激活该CA UE的SCell： ●如果是GBR承载（此时业务已经在PCell上建立了），此时先判决该GBR业 务满意率是否满足，如果满足就不激活；如果不满足则尝试激活。 ●如果是non GBR承载，需要判决当前是否已经达到了UE的AMBR，若已达 到就不激活，否则激活该SCell。
LTE-A载波聚合原理及参数指引 1LTE-A载波聚合技术概述 3GPP在Release 10（TR 36.913）阶段引入了载波聚合（Carrier Aggregation，简称CA），通过将多个连续或非连续的载波聚合成更大的带宽（最大 100MHz）。载波聚合后，在MAC层完成上层数据流映射到聚合的各载波中进行传输。eNodeB为每个载波在每个TTI构建一个（空分复用时为两个或更多）传输块（Transport Block），每个载波使用单独的混合自动重传请求（HARQ）实体和链路适应机制。 在载波聚合中，分别定义了主载波小区（Pcell）和辅载波小区（Scell），对于每个CA UE其主载波小区上的系统信息获取方式跟非CA相同，辅小区上的系统信息通过RRC重配信息获取，UE根据其能力选择工作在CA模式或者非CA模式。 2LTE-A载波聚合技术基本参数配置 2.1华为系统载波聚合技术基本配置 1)CA group配置： a)将两个CA小区互配为异频邻区；需要与3G配置非优化切换，重选 及邻区关系 b)添加小区集； c)在小区集中添加CA小区； ——华为要求：逻辑上两个小区，物理上一个小区，覆盖方向一致，互配异频，配置与3G的eHRPD关系及邻区 2)邻区配置： a)LTE两个载波间配置邻区关系 b)LTE两个载波均与3G配置邻区关系
2.2中兴系统载波聚合技术基本配置 1)CA 协作关系配置： a)互配置要进行CA的两个小区的邻接关系，包括相邻、同覆盖、包含 和被包含几种关系； b)配置两邻区小区的下行CA协同关系； 2)邻区配置： a)LTE两个载波间配置邻区关系 b)LTE两个载波均与3G配置邻区关系 3主载波选择原则 空闲态CA终端和非CA终端均根据系统下发的频点优先级进行空闲驻留，优先驻留到高优先级的小区（CA终端空闲态也只驻留到一个小区），若两个频点优先级相同，则随机驻留到某个小区。（目前广州两个载波优先级配置的一致，CA UE随机驻留，驻留在哪里，哪个就是主载波） CA空闲态驻留的小区即为该终端的主载波小区，CA终端只在主载波上建立一个RRC连接。辅载波上无RRC连接。——针对业务态时候 4TE-A载波聚合辅载波增加/删除原理及参数 4.1华为系统辅载波增加/删除原理 4.1.1华为系统辅载波增加原理 1)若SCC盲配置开关打开，即ENodeBAlgoSwitch.CaAlgoSwitch的子开关 “SccBlindCfgSwitch”打开，eNodeB不需要下发A4测量的配置消息，直接尝试通过RRC Connection Reconfiguration将同一CA Group 标识下的Cell配置成SCell。——不需要A4测量，直接加另一个小区作为SCC即可
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高级LTE载波聚合技术介绍
LTE-Advanced关键技术介绍 1
COPYRIGHT ? ALCATEL-LUCENT 2013. ALL RIGHTS RESERVED.
LTE到高级LTE技术（LTE-Advanced）
高级LTE （LTE-Advanced）定义： ? 3GPP自R10开始为达到IMT-Advanced目标而定义的LTE增强技术
3GPP 第 3 阶段
2009
R8 提案 R9
2010
2011
R10
2012
R11
2013
2014
R12
Q1 Q2 Q3 Q4 Q1 Q2 Q3 Q4 Q1 Q2 Q3 Q4 Q1 Q2 Q3 Q4 Q1 Q2 Q3 Q4 Q1 Q2 Q3 Q4 Q1 Q2 Q3 Q4
ITU IMT-Adv Process
LTE-Advanced 在Rel-10达到 IMTAdvanced要求 下行大于1Gb/s
Rel-11 & Rel-12 提供 LTE-Advanced 的增强特性
评估 汇总 规范
LTE-Advanced关键技术介绍 2
COPYRIGHT ? ALCATEL-LUCENT 2013. ALL RIGHTS RESERVED.
载波聚合（Carrier Aggregation）定义
? Carrier Aggregation 是一种3GPP R10的特性, 它能够支持一部终端同时 在最多5个LTE载波上接收与发送数据，最大频宽可达100MHz 当前由于终端限制，CA技术近期只提供两个载波的聚合能力。
max. 5 CC, max. 100 MHz 载波聚合
20 MHz 20 MHz 20 MHz 20 MHz 20 MHz
?
Possible CC bandwidths 1.4, 3, 5, 10, 15, 20 MHz
? 载波聚合的主要优点 ? 终端上网速度更快 ? 载波间负载更加均衡
LTE-Advanced关键技术介绍 3
COPYRIGHT ? ALCATEL-LUCENT 2013. ALL RIGHTS RESERVED.
LTE载波聚合简介 首先介绍几个基本概念 Primary Cell（PCell）：主小区是工作在主频带上的小区。UE在该小区进行初始连接建立过程，或开始连接重建立过程。在切换过程中该小区被指示为主小区（见36.331的3.1节） Secondary Cell（SCell）：辅小区是工作在辅频带上的小区。一旦RRC连接建立，辅小区就可能被配置以提供额外的无线资源（见36.331的3.1节） Serving Cell：处于RRC_CONNECTED态的UE，如果没有配置CA，则只有一个Serving Cell，即PCell；如果配置了CA，则ServingCell集合是由PCell和SCell组成（见36.331的3.1节）CC：Component Carrier；载波单元 DL PCC：Downlink Primary Component Carrier；下行主载波单元 UL PCC：Uplink Primary ComponentCarrier；上行主载波单元 DL SCC：Downlink SecondaryComponent Carrier；下行辅载波单元 UL SCC：Uplink SecondaryComponent Carrier；上行辅载波单元 为了满足LTE-A下行峰速1 Gbps，上行峰速500 Mbps的要求，需要提供最大100 MHz的传输带宽，但由于这么大带宽的连续频谱的稀缺，LTE-A提出了载波聚合的解决方案。 载波聚合（Carrier Aggregation, CA）是将2个或更多的载波单元（Component Carrier, CC）聚合在一起以支持更大的传输带宽（最大为100MHz）。 每个CC的最大带宽为20 MHz。 为了高效地利用零碎的频谱，CA支持不同CC之间的聚合,如下图： ?相同或不同带宽的CCs ?同一频带内，邻接或非邻接的CCs ?不同频带内的CCs 从基带(baseband)实现角度来看，这几种情况是没有区别的。这主要影响RF实现的复杂性。 CA的另一个动力来自与对异构网络HetNet（heterogeneous network）的支持。后续会在跨承载调度(cross-carrierscheduling)中对异构网络进行介绍。
为了提供更高的业务速率，3GPP在LTE-Advanced阶段提出了下行1Gbps 的速率要求。同时，受限于无线频谱资源紧缺等因素，很多运营商拥有的频谱资源往往都是非连续的，每个单一频段都难以满足LTE-Advanced对带宽的需求。 因此，3GPP在Release 10（TR 36.913）阶段引入了CA（Carrier Aggregation，载波聚合），通过将多个连续或非连续的载波聚合成更大的带宽（最大 100MHz），以满足3GPP的要求。同时载波聚合可以提高离散频谱的利用率。 根据聚合载波所在的频带，载波聚合可以分为： ?频带内载波聚合 将同频带内的两个载波聚合，使一个用户在同频带的两个载波进行下行数据传输。同频带内的载波聚合分为连续和非连续的载波聚合，如图2-1中Scenario A与Scenario B所示。 ?频带间载波聚合 将不同频带的两个载波聚合，使一个用户在不同频带的两个载波进行下行数据传输。如图2-1中Scenario C所示。
图2-1同频带与不同频带的载波聚合情况 2.1 定义 载波聚合就是通过将多个连续或非连续的载波聚合成更大的带宽（最大 100MHz），终端可以同时接入多个载波，并同时在多个载波上进行下行数据传输，终端的数据传输速率得到提高，获得更好的用户感知。 2.2 增益 载波聚合功能的增益如下： 1.资源利用率最大化：通过载波聚合，CA UE可以同时利用两载波上的 空闲RB（Resource Block），以实现资源利用率最大化，避免整体 资源利用率的浪费。
2.有效利用离散频谱：通过载波聚合，运营商的一些离散的频谱可以 得到充分利用。 3.更好的用户体验：通过下行载波聚合，CA UE相对非CA UE下行峰值 速率可以提升100%（CA UE支持Category 6的情况下）。在实际商 用网的多用户场景下，CA UE激活SCell（Secondary Cell）后可以 更好利用空闲资源，提升整网非满负载时CA UE的吞吐量，给用户 带来更好的体验。 2.3 典型场景 协议定义场景 3GPP Release 10（TS 36.300 AnnexJ）定义了载波聚合的5种组网应用场景。华为eNodeB对这5种场景的支持情况如表2-1所示。 表2-1载波聚合组网应用场景及华为eNodeB支持情况 在以下图示中，F1、F2指载波频率1、载波频率2。目前协议明确规定载波聚合组网应用场景中，两个不同频率的载波是在同一个eNodeB内，即intra-eNodeB。 S1：共站同覆盖
载波聚合（CA）的概念和设计难点详细解析 载波聚合（Carrier AggregaTIon）的概念 在LTE-Advanced中使用载波聚合（Carrier aggregaTIon），以增加信号带宽，从而提高传输比特速率。 为了满足LTE-A下行峰速1 Gbps，上行峰速500 Mbps的要求，需要提供最大100 MHz 的传输带宽，但由于这么大带宽的连续频谱的稀缺，LTE-A提出了载波聚合的解决方案。载波聚合（Carrier AggregaTIon，CA）是将2个或更多的载波单元（Component Carrier，CC）聚合在一起以支持更大的传输带宽（最大为100MHz）。 每个CC的最大带宽为20 MHz 为了高效地利用零碎的频谱，CA支持不同CC之间的聚合（如图2） 相同或不同带宽的CCs 同一频带内，邻接或非邻接的CCs 不同频带内的CCs 从基带（baseband）实现角度来看，这几种情况是没有区别的。这主要影响RF实现的复杂性。 每个CC对应一个独立的Cell，在CA场景中可以分为以下几种类型的Cell： Primary Cell（PCell）：主小区是工作在主频带上的小区。UE在该小区进行初始连接建立过程，或开始连接重建立过程。在切换过程中该小区被指示为主小区； Secondary Cell（SCell）：辅小区是工作在辅频带上的小区。一旦RRC连接建立，辅小区就可能被配置以提供额外的无线资源； Serving Cell：处于RRC_CONNECTED态的UE，如果没有配置CA，则只有一个Serving Cell，即PCell；如果配置了CA，则Serving Cell集合是由PCell和SCell组成；
2017年第5期信息通信2017 (总第173 期）INFORMATION & COMMUNICATIONS (Sum. No 173) L T E-A载波聚合技术原理及应用场景 黄勇 (京信通信(技术)广州有隊公司，广东广州510000) 摘要:栽波聚合技术是Lm A dvanced系统中比较关键的技术，文章针对LTE-A栽波聚合技术的技术原理及应用场景展 开分析，还对载波聚合技术应用于LT&A中面临的挑战和未来发展展开讨论。 关键词:LTE>A栽波聚合技术;技术原理;应用场景； 中囹分类号:TN929.5 文献标识码:A文章编号:1673-1131( 2017 )05-0193-02 LT&A系统是为了满足客户的需求，从而使数据传输速 率提髙，频谱变宽，但是因为LTE-A因为频点太少无法对百兆 带宽带进行不间断频谱，而载波聚合技术恰恰能解决这个问 题，所以LTE-A系统目前的发展方向就是对载波聚合技术的 研究，使其可以应用到更多的地方，以满足客户对髙速率的需 求。 1载波聚合技术概述 无线宽带互联网对于频谱的带宽要求越来越髙，完整的、超宽带宽的频谱已经很难找到，而载波聚合技术通过使用连 续或非连续的频谱将不同的频段综合利用，从而实现LTE>A 百兆宽带的需求。聚合载波后，为了满足LTE-A系统的后向 兼容性，LTE-A终端可以通过载波聚合接入多个载波单元，从 而提髙频谱中宽带宽度和数据传输速率。载波聚合技术还可 以使LTE终端的客户和LTE>A终端的客户通过LTE载波单 元进行通信。 2载波聚合技术 2.1载波聚合方式 载波聚合技术中，被聚合的载波就是分量载波，分量载波 带宽最大是百兆，在TD D系统中，业务要求上行流量和下行 流量是不对等的，所以上下行流量的分量载波数量和带宽也 要求不一样。载波聚合方式有三种:频带内相邻载波聚合、频 带内不相邻载波聚合、频带间不相邻载波聚合。根据频谱的 连续性，载波聚合又可以分为连续载波聚合和非连续载波聚 合。连续载波聚合就像由四个连续的20M H Z的频带聚合成 80M H Z的聚合载波，而非连续性的载波聚合就是由两个不连 续的20M HZ的频带聚合成40M H Z的聚合载波。根据系统支 持业务的对称关系，载波聚合又分为对称载波聚合和非对称 载波聚合。 聚合载波的组成形式的不同，会使收发信机的设计变复 杂，为了改变这种情况，可以通过限制带宽因子来实现，也就 是限制聚合载波的数量。 2.2载波聚合实现方案 和单载波系统相比，LTE-A系统在传输块的的映射与设 计信道控制等方面因为载波聚合而有所不同。在LTE-A系统 中每一个子载波对应一个独立的数据流子载波之闾数据流的 聚合方式可以分为在M A C层聚合和物理层聚合两种。 M A C层聚合是子载波上的数据流通过独立的传输块在 M A C层聚合，子载波维持原来特殊载波的位置，且链路自适 应技术使用效果明显，HARQ方面也体现了很好的性能，使 LTE系统后向兼容性良好，但是因为在频谱效率和调度增益 方面没有得到很好的体现，所以聚合效果和聚合之前差不多。 物理层聚合是所有的载波上的数据流共用一个传输块, 聚合在物■，残波不能维持浦麵结构，需要重新设计，但是因为共同使用一个传输块，大大降低了 M A C的开销,但是却增加了数据流的传递时间，降低了 M A C的使用效率，所以，M A C技术不能应用，LTE系统并不兼容于这种聚合方 式。 2.3载波聚合与L H A系统兼容 载波聚合对于LTE系统的兼容有两种，全部后向兼容和 非后向兼容，LTE系统通过全部后向兼容可以接入所有的载 波聚合，还可以通过LTE>A系统接入一部分的载波聚合。LTE-A系统适用于非后向兼容。 2.4频谱效率 载波聚合技术应用在LTE>A系统时，减少载波间的保护 宽带，增加宽带内传输数据的载波数量，可以提高频谱利用率。 2.5载波聚合中的切换 纤箱12芯配置，7#分纤箱纤芯需求=16户x80%x1/8 (宽带纤 芯)+16户x20%x80%x2+无线基站纤芯需求，共计12芯，考 虑到备用和冗余，本期按24芯記置。如下表2所示： 表2某写字楼覆盖统计表 分_编9 8f t楼 层客户类客户f t 此务类型纤置（芯> 1#1-3小S!企业20f t联M祛人，t线业务12 2#4-6小?企收20!l联M相入*$线收务12 3#7-9小型企业205L联网接入，锁*务12 4#10-12小?企收20K K网接入，务12 5#13-1S小?企t20联网技入、专线设务12 6#16-1S小《命业20玎联W孩入，专线也务12 7#曹9-20小喂金业16呒联M接入、专线业务、无线堪筘244结语 “一张光缆网”下政企精覆盖，对于缓解当前管道资源紧 张，加快网络建设速度，满足业务发展需要都具有重要意义, 同时各运营企业的网络发展思路不尽相同，政企客户覆盖时 宜多部门、多专业协同考虑,打造出一张满足多业务接入需求、网络可持续发展的精品网络。 193