LTE的载波聚合技术CA文档格式.docx

1、当然还包括TDD与FDD、LTE与WiFi之间的载波聚合。中国电信在2014年9月成功演示了FDD与TDD的载波聚合,这也就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 与 inter-band载波聚合,其中intra-band载波聚合又分为连续（contiguous）与非连续（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）。3G

2、PP关于载波聚合的定义下图就是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） 与 band 40 （TDD）的intra-band 连续载波,分别命名为CA_1C 与CA_40C。同时还定义band1与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与FDD的载波聚合,同时还定义了支持上行2CC与下行3CC载波聚合等等。连续CA带宽等级与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 数量与物理资源块（Physical R

3、esource Blocks ,PRBs） 的数量来定义。CA 带宽等级表示最大ATBC与最大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带宽等级与相应保护带宽。另外,对于带内连续CA,PCell与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-ban

4、d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分配也可以就是不同的组合,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: 一种可能的方案就是F1 与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。相似的方案就是F1 与F2 位于拥有相似路径损失配置文件的同一频段上。 另一方案就是F1 与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,以便改善覆盖范围与/或提高小区边缘吞吐量。频段间非连续 当F1

5、（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 与F2 处于不同频段时考虑类似的方案。 在HetNet 方案中,有望瞧到许多小型小区与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与至多4个SCell相连。某UE的PCell与所有SCell组成了该UE的Serving Cell集合。Serving Cell可指代PCell也可以指代SCell。PCell就是UE初始接入时的cell,负责与

6、UE之间的RRC通信。SCell就是在RRC重配置时添加的,用于提供额外的无线资源。PCell就是在连接建立（connection establishment）时确定的;SCell就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索引就是通过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就是同步的。当配置

7、了CA的UE在所有的Serving Cell内使用相同的C-RNTI。CA就是UE级的特性,不同的UE可能有不同的PCell以及Serving Cell集合。Pcell就是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。其她的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 与SCell 统称为服务小区。PCell 与SCell 以

8、此为基础的分量载波分别为主分量载波（PCC） 与辅助分量载波（SCC）。 一个PCell 配有一个物理下行控制信道（PDCCH） 与一个物理上行控制信道（PUCCH）。- 测量与移动性过程基于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

9、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就是白费！（这里只就是以下行为例,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

10、-RNTI）。跨载波调度跨载波调度就是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。此功能的目的就是减少使用了大型小区、小型小区与中继的异构网络（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 与不对称配置。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C

11、C内1）发送SRS;2）上报CQI/PMI/RI/PTI;3）检测用于该SCell与在该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与在该SCell上传输的PDCCH;5）可以用于path-loss reference for measurements for uplink power control,但就是测量的频率降低,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“d

12、eactivated”;而原本就在serving cell集合中SCell（未变化或重配置）,不改变她们原有的激活状态。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与deactivation timers的结合。基于MAC CE的SCell激活/去激活操作就是由eNodeB控制的,基于deactivation timer的SCell激活/去激活操作就是由UE控制。AC 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

13、,表示对应的SCell被去激活。每个SCell有一个deactivation timer,但就是对应某个UE的所有SCell,deactivation timer就是相同的,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。这也就是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。当UE在子帧n收到

14、去激活命令或某个SCell的deactivation timer超时,除了CSI报告对应的操作（停止上报）在n+8子帧完成外,其它操作必须在n+8子帧内完成。SCell 添加与删除载波聚合新增SCell 无法在RRC 建立时立即激活。因此,RRC 连接设置过程中没有针对SCell 的配置。SCell 通过RRC 连接重新配置过程在服务小区集合中添加与删除。请注意,由于LTE 间切换视为RRC 连接重新配置,SCell“切换”受到支持。SCell添加与删除,涉及A4、A2事件的具体原理与计算公式。SCell添加添加SCell的预置条件基站目前仅仅支持同一基站的小区作为CA小区,即主辅小区必须属于

15、同一基站。UE接入或者切入后的服务小区即为PCell,要将某小区配置为SCell需满足如下条件:1UE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协同小区;两种SCell添加方式1）附着或切入后基站主动为UE添加SCell2）基站收到添加辅载波的A4报告后为UE添加两种添加方式都需满足上述配置SCell的3个预置条件,差别仅在邻区关系,邻区关系在网管可配,若为“同覆盖”或“邻区包含本小区”则基站主动添加,其它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测量,UE上报A4报告后,基站配置该邻区为UE的SCe

16、ll。A4事件下发信令添加SCellRRC重配消息配置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,基站通过RRC重配通知UE删除该SCell。A2事件下发删除SCell切换 Release 10 引入了一个新的测量事件:事件A6。当相邻小区的强度比SCell强一个偏移量时,便会发生事件A6。对于频段内SCell,此事件没那么有用,因为PCell 与SCell 的强度通常极为相似。然而,对于频段间服务小区,相邻PCell 的强度可能会与服务SCell 的大不相同。根据网络状况（如流量负载分布）,切换至事件A6 标识的小区可能会很有利。基站在配置某个邻区为UE的SCell的同时,如果这个SCell有同频邻区,且该邻区与PCell为邻区（非同覆盖关系）、CA协同小区,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,基站通过RRC重配通知UE删除原SCell并添加测量报告中质量更好的邻区为SCell。A6事件下发更新SCellRRC重配消息携带删除原辅小区、增加新辅小区的配置: