载波聚合基本原理

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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

图2-2共站同覆盖

•S2:共站不同覆盖

图2-3共站不同覆盖

•S3:共站补盲

图2-4共站补盲

•S4:共站不同覆盖+RRH

图2-5共站不同覆盖+RRH

•S5:共站不同覆盖+直放站

图2-6共站不同覆盖+直放站

产品应用典型场景

普通小区支持载波聚合的场景,根据载波频段可分为:

•同频段载波聚合

•异频段载波聚合

2.4 架构

载波聚合下行实现架构如图2-7所示。

由图中可知:

•每个无线承载只有一个PDCP和RLC实体,RLC层上看不到物理层有多少个分量载波。

•各个分量载波上MAC层的数据面独立调度。

•每个分量载波有各自独立的传输信道,每TTI一个TB(Transport Block)以及独立的HARQ实体和重传进程。

图2-7 CA下行处理架构

ROHC:robust header compression 3技术描述

3.1 载波聚合功能简介

表3-1载波聚合功能简介

3.2 载波聚合业务流程

如图3-1所示,载波聚合业务流程主要有以下四步:

1.eNodeB配置CA小区集,并配置CA特性相关的参数。CA小区集是指

在eNodeB上将若干小区配置到一个逻辑集合内,只有该集合内的小

区才允许聚合。

2.CA UE在PCell(Primary Cell)建立初始连接。PCell是CA UE驻

留的小区,即主服务小区。

3.若SCC的盲配置开关关闭,eNodeB将下发A4测量,并根据CA UE

上报的测量结果来配置CA UE的SCell(Secondary cell);若SCC

的盲配置开关打开,则eNodeB直接启动CA UE的SCell配置。SCell

是指在PCell上通过RRC Connection Reconfiguration消息配置给

CA UE的辅小区,可以为CA UE提供更多的无线资源。

4.实时监测CA UE数据量,根据结果激活或去激活SCell。

图3-1载波聚合业务流程

3.2.1 配置CA小区集

配置CA小区集:

1.增加CA小区集,CA小区集类型指示CAGROUP.CaGroupTypeInd选

择“TDD”。

2.增加CA小区集小区,将聚合的载波所在的小区加入到CA小区集中。

目前CA小区集最多支持6个小区,小区可以是异频小区,也可以是同频小区。

3.2.2 UE呼叫建立

相比非载波聚合场景,载波聚合场景下需要选择优先驻留的主小区,即支持PCC锚点选择功能,其他的呼叫流程与普通用户的呼叫流程相同,具体请参见《连接管理特性参数描述》。

如果eNodeB的PCC锚点开关打开,即EnodeBAlgoSwitch.CaAlgoSwitch 的子开关“PccAnchorSwitch”设置为“ON”时,则当CA UE初始连接建立