LTE的载波聚合技术CA

1、LTE载波聚合技术随着对数据速度的要求不断提高，Carrier Aggregation(CA)成为通信公司面向未来的不可避免的选择。什么是载波聚合？简而言之，将零碎的LTE频段结合成更宽的“虚拟”频段，提高数据速度。首先，让我们看一下全球CA开发过程。1)2013年，韩国SK电信是第一家通过将800MHZ频带和1.8GHZ频带聚合到一个20MHZ频带来实现下行链路峰值速度150Mbps的商业CA。LGU在一个月后采取了后续行动。2)2013年11月，英国操作员EE宣布完成了理论速度高达300Mpbs的inter-band 40 MHz载波聚合。3)2013年12月，澳大利亚电信企业Optus在

2、TD-LTE首次完成了载波聚合。接着日本软银、香港CSL、澳大利亚telstrar等也相继分发或常用载体统计。最初，载波聚合分发限制为2个载波。2014年韩国的SK电信，LGU成功演示了3载波聚合。随着技术的发展，我相信未来会有更多的CC载波聚合。当然，还包括TDD和FDD、LTE、WiFi之间的载波聚合。中国电信于2014年9月成功演示了FDD和TDD的载波聚合。这也是载体聚合道路上的新里程碑。为了明确载波聚合，我们将了解LTE的频带分配。载体聚合的分类载波聚合主要分为intra-band和inter-band载波聚合，intra-band载波聚合分为“连续”(contiguous)和“不连

3、续”(non-contiguous)。以Intra-band CA (contiguous)为中心的频率间隔满足Nx300kHz，即300 kHz的整数倍。对于Intra-band非连续载波聚合，此间隔为一个或多个GAP(s)。3GPP对载体聚合定义的下图显示了3GPP对载波聚合的定义历史记录(从Re-10到Re-12)。3GPP Rel-10定义了bands 1 (FDD)和band 40 (TDD)的intra-band连续托架，分别命名为CA_1C和CA_40C。此外，定义band1和5的inter-band载波聚合，并将其命名为CA_1A-5A。3GPP Rel-11定义了更多CA配置

4、，如下图所示。3GPP Rel-12包括TDD和FDD的载波聚合，支持上行链路2CC和下行链路3CC载波聚合等。持续CA带宽级别和保护带宽对于频带内连续载波聚合，CA带宽等级是根据支持的CC数量和物理资源块(PRBs)数量定义的。CA带宽评级表示最大ATBC和最大CC数。ATBC，即aggregated transmission bandwidth configuration，表示聚集的PRB总数。保护带宽是连续CA的特定定义，意味着连续CC之间需要一定的保护带宽。下表列出了CA带宽等级及其保护带宽。此外，对于带内连续CA，PCell与SCell带相同，频率间隔为300kHz整数倍数，符合以下

5、公式：理解上述对带宽等级的定义将有助于理解载波聚合的命名规则。例如，CA_1C表示band1的intra-band连续载波聚合，2 CC，带宽等级c，即最高200 RBs。带宽评级对应于c，每个CC的RB分配可以是100-200 RBs范围内的不同组合。带内连续带内载波聚合(contiguous)有两种方案：一种可能的情况是F1和F2社区位于同一位置，相互重叠，提供几乎相同的复盖范围。两个层都提供冗馀复盖范围，两个层都支持移动性。类似的情形是F1和F2位于具有类似路径丢失配置文件的同一频带中。另一种情况是F1和F2位于同一位置，并实施不同的coverage。F2天线连接到F1的单元边界或F1复

6、盖范围，以改善复盖范围或提高单元边缘吞吐量。频带间不连续性如果F1(较低的频率)提供了较大的范围，F2的RRH F2(较高的频率)用于提高热点中的吞吐量，则可能需要考虑射频拉(RRH)方案。移动性基于F1叠加。F1和F2考虑其他频段上的类似程序。在HetNet节目中，看来很多小区域和中继在不同的频段工作。PCell/SCell/Serving Cell概念每个CC对应一个单独的Cell。配置了CA的UE与一个pccell和最多四个SCell相关联。UE的PCell和所有SCell构成了UE的Serving Cell集合。Serving Cell可以指向PCell，也可以表示SCell。PCel

7、l是UE初始访问时的Cell，负责与UE进行RRC通信。添加SCell是为了在RRC重新配置时提供额外的无线资源。PCell在建立连接时确定。SCell在初始安全激活过程后通过RRC连接重新配置消息RRCConnectionReconfiguration添加/修改/发布。每个CC都有相应的索引，主CC索引固定为0，每个UE的辅助CC索引通过UE特定的RRC信令发送到UE。UE聚合的CC通常来自同一个eNodeB，这些CC是同步的。配置了CA的UE在所有Serving Cell中使用相同的C-RNTI时。CA是UE级别的属性，每个UE的PCell和Serving Cell集合可以不同。Pcell

8、是UE通信的主要区域，类似于具有物理上行链路控制通道(PUCCH)的单元，该物理上行链路控制通道(puc ch)只能具有用于传输RRC信号的单元或指定UE之一。一个PCell始终在RRC_CONNECTED模式下处于活动状态，一个或多个SCell可以同时处于活动状态。其他SCells可以配置为“CONNECTED(连接)”模式，以便仅在建立连接后提供其他无线资源。所有PCell和SCell统称为服务区。主组件卡(PCC)和辅助组件卡(SCC)包括主组件卡(PCC)和辅助组件卡(SCC)PCell具有物理控制通道(PDCCH)和物理上行链路控制通道(PUCCH)。-测量和移动流程基于PCell-

9、随机访问过程在PCell上执行-PCell无法激活。根据UE功能，SCell可能有实际的下行控制通道(PDCCH)，也可能没有。SCell没有PUCCH。-SCell支持基于MAC层的启用/禁用流程，以使UE节省电池电源。也可以进行简单的比较。pccell类似于主干道，只有一条主干道，与接收方进行交流，与接收方进行交流，根据接收方的能力(UE Capability)和要发送的货物(负载)数量，接收方在哪些主干道上接收，以及这些主干道的基本情况(PCell负责RRC连接)SCell相当于辅助主干道，只负责货物运输。接收方必须将自己的能力告知发送方，包括从多条干线公路同时接收货物，在各干线公路一次

10、接收多少货物。建议根据终止功能安排发货时间。的安排。否则，接收端处理可能会白费！(以下仅为示例，UE也可能是发货方。)。因为不同的干线公路可以运输不同的商品(来自不同UE的数据)，不同的商品具有相同的标记(属于相同UE)，将在不同的干线公路上传输。交叉载波调度交叉载波调度是Release 10中为UE引入的可选功能，可以在UE功能传输期间通过RRC启用。此功能的目的是减少大型社区、小型社区和使用中继的异构网络(HetNet)方案中载波聚合的干扰。交叉载波调度仅用于在没有PDCCH的SCell中预订资源。在交叉载波调度上下文中，负责提供调度信息的载波显示为下行控制信息(DCI)的载波指示符字段(

11、CIF)。此调度还支持HetNet和非对称配置。启用和禁用LTE提供了SCell的启用/禁用机制，以便更好地管理CA配置的UE的电池消耗(不支持PCell的启用/禁用功能)。启用SCell时，UE在CC内为1)SRS；传输。2)向cqi/PMI/ri/pti报告；3)检测用于从相应SCell及其SCell传输的PDCCH。SCell激活时，UE在CC内为1)SRS；不发送。2)不报告cqi/PMI/ri/pti。3)不传输上行数据(包括来自pending的重新传输数据)；4) SCell和SCell发送的PDCCH未检测到。5)path-loss reference for measureme

12、nts for uplink power control可用，但是为了减少功耗，测量的频率会降低。当重新预配消息中没有mobility控制信息时，serving cell中新添加的SCell将初始设置为“deactivated”。不更改原始活动状态的serving cell集合中的SCell(不更改或重新配置)。如果重定向消息包含mobility控制信息(例如handover)，则所有SCell都处于“deactivated”状态。UE的启用/禁用机制基于MAC控制元素和deactivation timers的组合。基于MAC CE的SCell启用/禁用操作由eNodeB控制，基于deacti

13、vation timer的SCell启用/禁用操作由UE控制。AC CE的格式：LCID为11011，请参阅下图。位设置为1将启用相应的SCell。设置为0将启用相应的SCell。每个SCell都有一个deactivation timer，但是与UE对应的所有SCell、deactivation timer都相同，并且通过由eNodeB组成的sclerdeactivationtimer字段进行配置。此值可以配置为“infinity”，即基于timer的deactivation。如果在deactivation timer中指定的时间内CC未收到数据或PDCCH消息，则将启用相应的SCell。UE

14、是唯一可以自动启用SCell的情况。当UE在子帧n接收到激活命令时，该操作将在n 8子帧开始。如果UE在子帧n中收到激活命令或SCell的激活时间超时，则必须在n 8子帧中完成其他任务，除非CSI在n 8子帧中报告该任务(升级停止)。添加和删除SCell载波聚合新的SCell不能在创建RRC时立即启用。因此，在RRC连接设置过程中没有SCell的配置。SCell通过RRC连接重新配置过程从服务区域集合中添加和删除。请注意，LTE之间的切换被视为RRC连接重新配置，因此支持SCell“切换”。添加和删除包含A4、A2事件的特定原则和方程式的SCell。添加SCell为SCell添加预设条件基站目

15、前支持同一基站的小区应属于CA地区，即子区域，属于同一基站。在UE访问或切入后，服务区域为pccell，并将社区配置为符合以下条件的SCell:通过1UE的ca功能和协议定义的频带组合，支持PCell和地区之间的CA。2社区和PCell是相邻的地区。3社区和PCell是CA协作社区。两种SCell添加方法1)在附加或切入后，基站将主动为UE添加SCell2)基站在收到添加副载波的A4报告后为UE添加这两种附加方法都必须满足上述SCell配置的三个预设条件。差异仅在相邻区域关系中存在，相邻区域关系适合网络管理，“相同范围”或“相邻区域包含此区域时”基站主动添加，其他相邻区域关系基站在初始访问中发

16、送到该相邻区域所在频率的A4测量，UE报告A4报告时，基站由相邻区域为UE的SCell组成。A4事件发射信号添加SCellRRC重定向消息配置SCell:删除SCell基站在配置相邻区域为UE的SCell的过程中向SCell发送A2事件，以监视SCell的信号质量。如果SCell的信号质量低于A2事件的阈值，UE上报A2报告基站通过RRC重新发送通知从UE删除SCell。A2事件下行删除SCell切换Release 10引入了名为事件A6的新测量事件。当相邻单元格的强度比SCell高一个级别时，将发生事件A6。此事件在带内SCell中不起作用，因为PCell和SCell的强度通常非常相似。但是，对于带间服务单元，相邻PCell的强度可能与服务SCell有