LTE的载波聚合技术CA.docx

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LTE的载波聚合技术CA

LTE的载波聚合技巧

人们对数据速度的请求越来越高,载波聚合（CarrierAggregation,CA）成为运营商面向将来的必定选择.什么是载波聚合？

简略一点说,就是把零星的LTE频段归并成一个“虚拟”的更宽的频段,以进步数据速度.

我们先来看看全球CA成长过程.

1）,韩国SK电信初次商用CA,其将800MHZ频段和1.8GHZ频段聚合为一个20MHZ频段,以获得下行峰值速度150Mbps.LGU+一个月后跟进.

2）11月,英国运营商EE宣告完成interband40MHz载波聚合,理论速度可达300Mpbs.

3）12月,澳大利亚运营商Optus初次完成在TDLTE上载波聚合.

紧随厥后,日本软银.喷鼻港CSL.澳大利亚Telstra等也接踵安排或商用载波聚合.

刚开端,载波聚合安排仅限于2载波.,韩国SK电信.LGU+成功演示了3载波聚合.跟着技巧的不竭演进,信任将来还有更多CC的载波聚合.当然还包含TDD和FDD.LTE和WiFi之间的载波聚合.中国电信在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.

为了说清晰载波聚合,我们起首来懂得一下LTE的频段分派.

载波聚合的分类

载波聚合重要分为intraband和interband载波聚合,个中intraband载波聚合又分为持续（contiguous）和非持续（noncontiguous）.

对于intrabandCA（contiguous）中间频点距离要知足300kHz的整数倍,即Nx300kHz.

对于intraband非持续载波聚合,该距离为一个或多个GAP（s）.

3GPP关于载波聚合的界说

下图是3GPP关于载波聚合从Re10到Re12的界说过程.

3GPPRel10界说了bands1（FDD）和band40（TDD）的intraband持续载波,分离定名为CA_1C和CA_40C.同时还界说band1和5的interband载波聚合,定名为CA_1A5A.

3GPPRel11界说了更多CA设置装备摆设,如下图：

3GPPRel12包含了TDD和FDD的载波聚合,同时还界说了支撑上行2CC和下行3CC载波聚合等等.

持续CA带宽等级和呵护带宽

对于频段内持续载波聚合,CA带宽等级依据其支撑的CC数目和物理资本块（PhysicalResourceBlocks,PRBs））的数目来界说.CA带宽等级暗示最大ATBC和最大CC数目.ATBC,即AggregatedTransmissionBandwidthConfiguration,指聚合的PRB的总数目.呵护带宽（Guardbands）专门界说于持续CA,指持续CC之间需有必定的呵护带宽.

下表列出了CA带宽等级和响应呵护带宽.

别的,对于带内持续CA,PCell和SCell频段雷同,频点距离为300kHz整数倍,且知足如下公式：

明确了上面关于带宽等级的界说,我们就很轻易懂得载波聚合的定名规矩了.比方,以CA_1C为例,它暗示在band1上的intraband持续载波聚合,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分派也可所以不合的组合,不过规模在100200RBs之间.

带内持续intraband（contiguous）载波聚合

有两种计划：

●一种可能的计划是F1和F2小区地位雷同并且重叠,供给几乎完整雷同的笼罩规模.两层都供给反复的笼罩,并在两层都支撑移动性.类似的计划是F1和F2位于失去类似路径损掉设置装备摆设文件的统一频段上.

●另一计划是F1和F2地位雷同而实现不合笼罩规模：

F2天线导向至F1的小区鸿沟或者F1笼罩空泛中,以便改良笼罩规模和/或进步小区边沿吞吐量.

频段间非持续

●当F1（较低频率）供给广笼罩并且F2上的RRHF2（较高频率）用于改良热门上的吞吐量时,可以斟酌射频拉远（RRH）计划.移动性依据F1笼罩来履行.F1和F2处于不合频段时斟酌类似的计划.

●在HetNet计划中,有望看到很多小型小区和中继在各类频段上工作.

PCell/SCell/ServingCell概念

每个CC对应一个自力的Cell.设置装备摆设了CA的UE与1个PCell和至多4个SCell相连.某UE的PCell和所有SCell构成了该UE的ServingCell聚集.ServingCell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通讯.SCell是在RRC重设置装备摆设时添加的,用于供给额外的无线资本.

PCell是在衔接树立（connectionestablishment）时肯定的;SCell是在初始安然激活流程（initialsecurityactivationprocedure）之后,经由过程RRC衔接重设置装备摆设新闻RRCConnectionReconfiguration添加/修正/释放的.

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索引是经由过程UE特定的RRC信令发给UE的.

某个UE聚合的CC平日来自统一个eNodeB且这些CC是同步的.

当设置装备摆设了CA的UE在所有的ServingCell内应用雷同的CRNTI.

CA是UE级的特征,不合的UE可能有不合的PCell以及ServingCell聚集.

Pcell是UE与之通讯的重要小区,被界说为用来传输RRC信令的小区,或者相当于消失物理上行掌握信道（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模式中处于运动状况,同时可能有一个或多个SCell处于运动状况.其他的SCells仅可在衔接树立后设置装备摆设为CONNECTED模式,以供给额外的无线资本.

所有PCell和SCell统称为办事小区.PCell和SCell以此为基本的分量载波分离为主分量载波（PCC）和帮助分量载波（SCC）.

●一个PCell配有一个物理下行掌握信道（PDCCH）和一个物理上行掌握信道（PUCCH）.

测量和移动性进程基于PCell

随机接入进程在PCell长进行

PCell不成被去激活.

●一个SCell可能配有一个物理下行掌握信道（PDCCH）,也可能不,具体取决于UE功效.SCell绝没有PUCCH.

SCell支撑以MAC层为基本的激活/去激活进程,以便UE节俭电池电量.

简略地做个比较：

还以上面的运输做类比,PCell相当于骨干道,骨干道只有一条,不但运输货色,还负责与吸收端进行交换,依据吸收端的才能（UECapability）以及有若干货色要发（负载）等告知吸收端要在哪几条干道上收货以及这些干道的根本情形等（PCell负责RRC衔接）.SCell相当于辅干道,只负责运输货色.

吸收端须要告知发货端本身的才能,比方能不克不及同时从多条干道吸收货色,在每条干道上一次能吸收若干货色等（UECapability）.发货端（eNodeB）才好按照对端（UE）的才能调剂发货,不然吸收端处理不过来也是白搭！

（这里只是以下行动例,UE也可能为发货端）.

因为不合的干道还可能运输另一批货色（其它UE的数据）,不合的货色须要区离开,所以在不合的干道上传输的统一批货色（属于统一个UE）有一个雷同的标识表记标帜（CRNTI）.

跨载波调剂

跨载波调剂是Release10中为UE引入的可选功效,它可以在UE才能传输进程中经由过程RRC激活.此功效的目标是削减应用了大型小区.小型小区和中继的异构收集（HetNet）计划中对载波聚合的干扰.跨载波调剂仅用于在没有PDCCH的SCell上调剂资本.

负责在跨载波调剂高低文中供给调剂信息的载波经由过程下行掌握信息（DCI）中的载波指导符字段（CIF）指明.此调剂也支撑HetNet和不合错误称设置装备摆设.

激活与去激活

为了更好地治理设置装备摆设了CA的UE的电池消费,LTE供给了SCell的激活/去激活机制（不支撑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pathlossreferenceformeasurementsforuplinkpowercontrol,但是测量的频率下降,以便下降功率消费.

重配新闻中不带mobility掌握信息时,新添加到servingcell的SCell初始为“deactivated”;而本来就在servingcell聚集中SCell（未变更或重设置装备摆设）,不转变他们原有的激活状况.

重配新闻中带mobility掌握信息时（例如handover）,所有的SCell均为“deactivated”态.

UE的激活/去激活机制基于MACcontrolelement和deactivationtimers的联合.

基于MACCE的SCell激活/去激活操纵是由eNodeB掌握的,基于deactivationtimer的SCell激活/去激活操纵是由UE掌握.

ACCE的格局：

LCID为11011,见下图：

Bit设置为1,暗示对应的SCell被激活;设置为0,暗示对应的SCell被去激活.

每个SCell有一个deactivationtimer,但是对应某个UE的所有SCell,deactivationtimer是雷同的,并经由过程sCellDeactivationTimer字段设置装备摆设（由eNodeB设置装备摆设）.该值可以设置装备摆设成“infinity”,即去使能基于timer的deactivation.

当在deactivationtimer指定的时光内,UE没有在某个CC上收到数据或PDCCH新闻,则对应的SCell将去激活.这也是UE可以主动将某SCell去激活的独一情形.

当UE在子帧n收到激活敕令时,对应的操纵将在n+8子帧启动.

当UE在子帧n收到去激活敕令或某个SCell的deactivationtimer超时,除了CSI陈述对应的操纵（停滞上报）在n+8子帧完成外,其它操纵必须在n+8子帧内完成.

SCell添加与删除

载波聚合新增SCell无法在RRC树立时立刻激活.是以,RRC衔接设置进程中没有针对SCell的设置装备摆设.

SCell经由过程RRC衔接从新设置装备摆设进程在办事小区聚集中添加和删除.请留意,因为LTE间切换视为RRC衔接从新设置装备摆设,SCell“切换”受到支撑.

SCell添加与删除,涉及A4.A2事宜的具体道理和盘算公式.

SCell添加

添加SCell的预置前提

基站今朝仅仅支撑统一基站的小区作为CA小区,即主辅小区必须属于统一基站.

UE接入或者切入后的办事小区即为PCell,要将某小区设置装备摆设为SCell需知足如下前提：

1>UE的CA才能及协定界说的频段组合,支撑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协同小区;

两种SCell添加方法

1）附着或切入后基站主动为UE添加SCell

2）基站收到添加辅载波的A4陈述后为UE添加

两种添加方法都需知足上述设置装备摆设SCell的3个预置前提,不同仅在邻区关系,邻区关系在网管可配,若为“同笼罩”或“邻区包含本小区”则基站主动添加,其它邻区关系基站会在初始接入下发针对该邻区地点频点的A4测量,UE上报A4陈述后,基站设置装备摆设该邻区为UE的SCell.

A4事宜下发信令

添加SCell

RRC重配新闻设置装备摆设SCell：

SCell删除

基站在设置装备摆设某个邻区为UE的SCell的同时,会下发针对该SCell的A2事宜,用来监控SCell的旌旗灯号质量,当SCell的旌旗灯号质量小于A2事宜的门限,UE上报A2陈述,基站经由过程RRC重配通知UE删除该SCell.

A2事宜下发

删除SCell

切换

Release10引入了一个新的测量事宜：

事宜A6.当相邻小区的强度比SCell强一个偏移量时,便会产闹事宜A6.

对于频段内SCell,此事宜没那么有效,因为PCell和SCell的强度平日极为类似.然而,对于频段间办事小区,相邻PCell的强度可能会与办事SCell的大不雷同.依据收集状况（如流量负载散布）,切换至事宜A6标识的小区可能会很有利.

基站在设置装备摆设某个邻区为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（非同笼罩关系）.CA协同小区,基站会下发用于SCell更新的A6事宜,当邻区旌旗灯号质量减去SCell旌旗灯号质量大于A6事宜门限,UE上报A6,基站经由过程RRC重配通知UE删除原SCell并添加测量陈述中质量更好的邻区为SCell.

A6事宜下发

更新SCell

RRC重配新闻携带删除原辅小区.增长新辅小区的设置装备摆设：