LTE载波聚合技术CA.docx

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LTE载波聚合技术CA

LTE的载波聚合技术

人们对数据速率的要求愈来愈高，载波聚合（CarrierAggregation，CA）成为营运商面向将来的必定选择。

什么是载波聚合？

简单调点说，

就是把琐碎的LTE频段归并成一个“虚构”的更宽的频段，以提升数据速率。

我们先来看看全世界CA发展历程。

1）2013年，韩国SK电信初次商用CA，其将800MHZ频段和频段聚合为一个20MHZ频段，以获取下行峰值速率150Mbps。

LGU+一个月后跟进。

2）2013年11月，英国营运商EE宣告达成inter-band40MHz载波

聚合，理论速率可达300Mpbs。

3）2013年12月，澳大利亚营运商Optus初次达成在TD-LTE上载波

聚合。

紧随后来，日本软银、香港CSL、澳大利亚Telstra等也接踵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。

跟着技术的不停演进，相信将来还有更多CC的载波聚合。

自然还包含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。

为了求情楚载波聚合，我们第一来认识一下LTE的频段分派。

载波聚合的分类载波聚合主要分为intra-band和inter-band载波聚合，此中

intra-band载波聚合又分为连续（contiguous）和非连续

（non-contiguous）。

对于intra-bandCA（contiguous）中心频点间隔要知足300kHz的整

数倍，即Nx300kHz。

对于intra-band非连续载波聚合，该间隔为一个或多个GAP（s）。

3GPP对于载波聚合的定义

下列图是3GPP对于载波聚合从Re-10到Re-12的定义历程。

3GPPRel-10定义了bands1（FDD）和band40（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。

3GPPRel-11定义了更多CA配置，以下列图：

3GPPRel-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带宽等级依据其支持的CC数目和物

理资源块（PhysicalResourceBlocks，PRBs））的数目来定义。

CA带

宽等级表示最大ATBC和最大CC数目。

ATBC，即Aggregated

TransmissionBandwidthConfiguration，指聚合的PRB的总数目。

保护带宽（Guardbands）特意定义于连续CA，指连续CC之间需有

必定的保护带宽。

下表列出了CA带宽等级和相应保护带宽。

此外，对于带内连续CA，PCell和SCell频段同样，频点间隔为300kHz整数倍，且知足以下公式：

理解了上边对于带宽等级的定义，我们就很简单理解载波聚合的命名规则了。

比方，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200RBs。

对应于带宽等级为C，每CC的RB分派也能够是不一样的组合，可是范围在100-200RBs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小区地点同样而且重叠，供给几乎完整同样的覆盖范围。

两层都供给重复的覆盖，并在两层都支持挪动性。

相像的方案是F1和F2位于拥有相像路径损失配置文件的同一频段上。

●另一方案是F1和F2地点同样而实现不一样覆盖范围：

F2天线导向至F1的小区界限或许F1覆盖空洞中，以便改良覆盖范围和/或提升小区边沿吞吐量。

频段间非连续

●当F1（较低频次）供给广覆盖而且F2上的RRHF2（较高频次）

用于改良热门上的吞吐量时，能够考虑射频拉远（RRH）方案。

挪动性

依据F1覆盖来履行。

F1和F2处于不一样频段时考虑近似的方案。

●在HetNet方案中，有望看到很多小型小区和中继在各样频段上

工作。

PCell/SCell/ServingCell观点

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和全部SCell构成了该UE的ServingCell会合。

ServingCell可指代PCell也能够指代SCell。

PCell是UE初始接入时的cell，负责与UE之间的RRC通讯。

SCell

是在RRC重配置时增添的，用于供给额外的无线资源。

PCell

是在连结成立（connection

establishment

）时确立的；SCell

是在初始安全激活流程（initial

security

activation

procedure

）

以后，经过RRC连结重配置信息RRCConnectionReconfiguration增添/改正/开释的。

每个CC都有一个对应的索引，primaryCC索引固定为0，而每个UE

的secondaryCC索引是经过UE特定的RRC信令发给UE的。

某个UE聚合的CC往常来自同一个eNodeB且这些CC是同步的。

当配置了CA的UE在全部的ServingCell内使用同样的C-RNTI。

CA是UE级的特征，不一样的UE可能有不一样的PCell以及ServingCell

会合。

Pcell是UE与之通讯的主要小区，被定义为用来传输RRC信令的小区，或许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中只好有一个。

一个PCell一直在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。

其余的SCells仅可在连结成立后配置为CONNECTED模式，以供给额外的无线资源。

全部PCell和SCell统称为服务小区。

PCell和SCell以此为基础的重量载波分别为主重量载波（PCC）和协助重量载波（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）。

丈量和挪动性过程鉴于PCell

随机接入过程在PCell长进行

PCell不行被去激活。

●一个SCell可能配有一个物理下行控制信道（PDCCH），也可能不，详细取决于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节俭电

池电量。

简单地做个比较：

还以上边的运输做类比，PCell相当于骨干道，主

干道只有一条，不单运输货物，还负责与接收端进行沟通，依据接收

端的能力（UECapability）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状况等（PCell负责

RRC连结）。

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，比方能不可以同时从多条干道接收货物，在每条干道前一次能接收多少货物等（UECapability）。

发货端（eNodeB）才好依据对端（UE）的能力调动发货，不然接收端办理可是来也是空费！

（这里不过以下行为例，UE也可能为发货端）。

因为不一样的干道还可能运输另一批货物（其余UE的数据），不一样的货物需要划分开，所以在不一样的干道上传输的同一批货物（属于同一

个UE）有一个同样的标志（C-RNTI）。

跨载波调动

跨载波调动是Release10中为UE引入的可选功能，它能够在UE能力传输过程中经过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扰乱。

跨载波调动仅用于在没有PDCCH的SCell上浮动资源。

负责在跨载波调动上下文中供给调动信息的载波经过下行控制信息

（DCI）中的载波指示符字段（CIF）指明。

此调动也支持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的电池耗费，LTE供给了SCell的激活/去激活体制（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）能够用于

path-lossreferenceformeasurementsforuplinkpowercontrol，

可是丈量的频次降低，以便降低功率耗费。

重配信息中不带

mobility

控制信息时，新增添到

servingcell

的

SCell

初始为“deactivated

”；而本来就在

serving

cell

会合中

SCell

（未变化或重配置），不改变他们原有的激活状态。

重配信息中带mobility控制信息时（比如handover），全部的SCell均为“deactivated”态。

UE的激活/去激活体制鉴于

timers的联合。

MACcontrolelement

和

deactivation

鉴于MACCE的SCell激活/去激活操作是由eNodeB控制的，鉴于

deactivationtimer的SCell激活/去激活操作是由UE控制。

ACCE的格式：

LCID为11011，见下列图：

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

deactivationtimer

，可是对应某个

UE的全部

SCell

，

deactivation

timer

是相同的，并通过

sCellDeactivationTimer字段配置（由eNodeB配置）。

该值能够配

置成“infinity”，即去使能鉴于timer的deactivation。

当在deactivationtimer指定的时间内，UE没有在某个CC上收到数据或PDCCH信息，则对应的SCell将去激活。

这也是UE能够自动将某SCell去激活的独一状况。

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。

当UE在子帧n收到去激活命令或某个SCell的超时，除了CSI报告对应的操作（停止上报）在它操作一定在n+8子帧内达成。

deactivationtimern+8子帧达成外，其

SCell增添与删除

载波聚合新增SCell没法在RRC成即刻立刻激活。

所以，RRC连结

设置过程中没有针对SCell的配置。

SCell经过RRC连结从头配置过程在服务小区会合中增添和删除。

请注意，因为LTE间切换视为RRC连结从头配置，SCell“切换”受

到支持。

SCell增添与删除，波及A4、A2事件的详细原理和计算公式。

SCell增添

增添SCell的预置条件

基站当前不过支持同一基站的小区作为CA小区，即主辅小区一定属于同一基站。

UE接入或许切入后的服务小区即为PCell，要将某小区配置为SCell

需知足以下条件：

1>UE的CA能力及协议定义的频段组合，支持PCell与该小区之间进

行CA；

2>该小区与PCell互为邻区；

3>该小区与PCell互为CA共同小区；

两种SCell增添方式

1）附着或切入后基站主动为UE增添SCell

2）基站收到增添辅载波的A4报告后为UE增添

两种增添方式都需知足上述配置SCell的3个预置条件，差异仅在邻

区关系，邻区关系在网管可配，若为“同覆盖”或“邻区包含本小区”

则基站主动增添，其余邻区关系基站会在初始接入下发针对该邻区所在频点的A4丈量，UE上报A4报告后，基站配置该邻区为UE的SCell。

A4事件下发信令增添SCell

RRC重配信息配置SCell：

SCell删除

基站在配置某个邻区为UE的SCell的同时，会下发针对该SCell的A2事件，用来监控SCell的信号质量，当SCell的信号质量小于A2事件的门限，UE上报A2报告，基站经过RRC重配通知UE删除该SCell。

A2事件下发

删除SCell

切换

Release10引入了一个新的丈量事件：

事件A6。

当相邻小区的强度比SCell强一个偏移量时，便会发惹祸件A6。

对于频段内SCell，此事件没那么实用，因为PCell和SCell的强度往常极为相像。

但是，对于频段间服务小区，相邻PCell的强度

可能会与服务SCell的大不同样。

依据网络状况（如流量负载散布），切换至事件A6表记的小区可能会很有益。

基站在配置某个邻区为UE的SCell的同时，假如这个SCell有同频邻区，且该邻区与PCell为邻区（非同覆盖关系）、CA共同小区，基站会下发用于SCell更新的A6事件，当邻区信号质量减去SCell

信号质量大于A6事件门限，UE上报A6，基站经过RRC重配通知UE

删除原SCell并增添丈量报告中质量更好的邻区为SCell。

A6事件下发

更新SCell

RRC重配信息携带删除原辅小区、增添新辅小区的配置：