載波聚合知識(shí)點(diǎn)整理

1、載波聚合知識(shí)點(diǎn)介紹2載波聚合定義 載波聚合是LTE-A的一個(gè)關(guān)鍵特性，3GPP在Release 10（TR 36.913）階段引入了載波聚合，通過(guò)將多個(gè)連續(xù)或非連續(xù)的載波聚合成更大的帶寬（最大100MHz），以滿足3GPP的要求。 3GPP Release 10（TS 36.300）對(duì)于LTE-Advanced載波聚合，有以下原則： CA UE最多可以聚合（發(fā)送/接收）5個(gè)分量載波，每載波最大20MHz。 CA UE支持非對(duì)稱(chēng)載波聚合，即下行鏈路和上行鏈路聚合的分量載波數(shù)目可以不同，但是上行分量載波數(shù)不能大于下行。 每個(gè)CC（Component Carrier）即分量載波的幀結(jié)構(gòu)與3GPP R

2、elease 8相同，實(shí)現(xiàn)向下兼容。 基于3GPP Release 10，當(dāng)前允許聚合的載波是與R8/9兼容的載波，亦即R8/9終端可以在其中一個(gè)載波上發(fā)送/接收數(shù)據(jù)。 載波聚合是LTE-A的一個(gè)關(guān)鍵特性，通過(guò)將同頻帶和不同頻帶的“子”載波聚合，從而為用戶(hù)成倍提升峰值速率。3載波聚合定義CA載波聚合方案未打開(kāi)載波聚合與打開(kāi)載波聚合功能對(duì)比： 未打開(kāi)載波聚合功能前，一個(gè)終端只能同時(shí)接入某一個(gè)載波，在該載波上進(jìn)行上下行數(shù)據(jù)傳輸，傳輸速率受到單載波帶寬的約束。 打開(kāi)載波聚合功能后，支持載波聚合的終端可以同時(shí)接入兩個(gè)載波，并同時(shí)在兩個(gè)載波上進(jìn)行上下行數(shù)據(jù)傳輸，使數(shù)據(jù)傳輸速率大大提高。根據(jù)聚合載波所在的

3、頻帶，載波聚合可以分為： Intra-band CA將同頻帶內(nèi)的兩個(gè)載波聚合，使一個(gè)用戶(hù)在同頻帶的兩個(gè)載波進(jìn)行下行數(shù)據(jù)傳輸。同頻帶內(nèi)的載波聚合分為連續(xù)和非連續(xù)的載波聚合。 Inter-band CA將不同頻帶的兩個(gè)載波聚合，使一個(gè)用戶(hù)在不同頻帶的兩個(gè)載波進(jìn)行下行數(shù)據(jù)傳輸。4載波聚合功能的增益載波聚合功能的增益如下： 資源利用率最大化：通過(guò)載波聚合，CA UE可以同時(shí)利用兩載波上的空閑RB（Resource Block），以實(shí)現(xiàn)資源利用率最大化，避免整體資源利用率的浪費(fèi)。 有效利用離散頻譜：通過(guò)載波聚合，運(yùn)營(yíng)商的一些離散的頻譜（尤其是Refarming之后）可以得到充分利用。 更好的用戶(hù)體驗(yàn)：通

4、過(guò)下行載波聚合，CA UE相對(duì)非CA UE下行峰值速率可以提升100%。在實(shí)際商用網(wǎng)的多用戶(hù)場(chǎng)景下，CA UE激活SCell（Secondary Cell）后可以更好利用空閑資源，提升整網(wǎng)非滿負(fù)載時(shí)CA UE的吞吐量，給用戶(hù)帶來(lái)更好的體驗(yàn)。5載波聚合典型部署場(chǎng)景場(chǎng)景1：共站同覆蓋場(chǎng)景2：共站不同覆蓋場(chǎng)景3：共站補(bǔ)盲F1 和F2 共站并覆蓋區(qū)域重疊，并且F1和F2提供近似相同的覆蓋。F1和F2都提供對(duì)移動(dòng)性的支持?？赡艿膱?chǎng)景是F1 和F2在相同的頻段內(nèi)，比如1900MHz等。對(duì)于F1和F2小區(qū)覆蓋重疊的區(qū)域可以進(jìn)行載波聚合。F1 和F2 共站并覆蓋區(qū)域重疊，但由于較大的路徑損耗F2的覆蓋區(qū)域較小

5、。只有F1提供足夠的覆蓋，F(xiàn)2用來(lái)提高吞吐量。移動(dòng)性基于F1覆蓋?？赡艿膱?chǎng)景是F1 和F2在不同的頻段，例如F1 = 1900 MHz, 2 GHz and F2 = 2.6 GHz等。對(duì)于F1和F2小區(qū)覆蓋重疊的區(qū)域可以進(jìn)行載波聚合。F1 和F2 共站，但是F2天線指向F1覆蓋邊界來(lái)提供小區(qū)邊緣的吞吐量。F1提供足夠的覆蓋，但F2由于較大的路徑損耗可能會(huì)有覆蓋盲區(qū)。移動(dòng)性基于F1覆蓋?？赡艿膱?chǎng)景是F1 和F2在不同的頻段，例如F1 = 1900 MHz, 2 GHz and F2 = 2.6 GHz。 同一個(gè)基站的F1和F2小區(qū)在覆蓋重疊區(qū)域可以進(jìn)行載波聚合。6載波聚合典型部署場(chǎng)景場(chǎng)景4：共

6、站不同覆蓋+RRH場(chǎng)景5：共站不同覆蓋+直放站F1提供宏小區(qū)覆蓋，F(xiàn)2為RRH用來(lái)提高熱點(diǎn)區(qū)域的吞吐量。移動(dòng)性基于F1覆蓋。可能的場(chǎng)景是F1 和F2在不同的頻段，例如F1 = 1900 MHz, 2 GHz and F2 = 2.6 GHz。對(duì)于F2 RRH小區(qū)覆蓋內(nèi)可以進(jìn)行載波聚合。該場(chǎng)景和場(chǎng)景2相似，頻率選擇性直放站用來(lái)提供額外的覆蓋。同一個(gè)基站的F1和F2小區(qū)在覆蓋重疊區(qū)域可以進(jìn)行載波聚合。備注：F1、F2指載波頻率1、載波頻率2。目前協(xié)議明確規(guī)定CA典型場(chǎng)景中，兩個(gè)不同頻率的載波是在同一個(gè)eNodeB內(nèi)，即intra-eNodeB。 場(chǎng)景3的組網(wǎng)方式對(duì)于移動(dòng)性管理、準(zhǔn)入擁塞控制、負(fù)載平

7、衡、載波管理等特性帶來(lái)更高的算法復(fù)雜度，而且S3場(chǎng)景將使天饋系統(tǒng)大大復(fù)雜，未見(jiàn)明顯增益。場(chǎng)景4、5是HetNet的應(yīng)用場(chǎng)景。7協(xié)議棧架構(gòu)載波聚合下的協(xié)議棧架構(gòu)有如下特點(diǎn)： 每個(gè)無(wú)線承載只有一個(gè)PDCP和RLC實(shí)體，RLC層上看不到物理層有多少個(gè)分量載波。 各個(gè)分量載波上MAC層的數(shù)據(jù)面獨(dú)立調(diào)度。 每個(gè)分量載波有各自獨(dú)立的傳輸信道，每TTI一個(gè)TB（Transport Block）以及獨(dú)立的HARQ實(shí)體和重傳進(jìn)程。8載波聚合特性對(duì)于網(wǎng)元的要求名稱(chēng)對(duì)網(wǎng)元的要求EPC在雙流場(chǎng)景下（MIMO 2x2），核心網(wǎng)需要能夠支持單用戶(hù)下行峰值速率224Mbps。eNodeBeNodeB要能夠支持一個(gè)獨(dú)立的RL

8、C實(shí)體、每載波各自獨(dú)立的MAC實(shí)體、以及LBBP板間通信。RRU根據(jù)3GPP 36.104 6.5.3要求：l intra-band CA (contiguous)兩頻點(diǎn)采用不同RRU，同步時(shí)延需在130ns以下；l intra-band CA (non-contiguous)兩頻點(diǎn)采用不同RRU/RFU，同步時(shí)延需在260ns以下；l inter-band CA兩頻點(diǎn)采用不同RRU/RFU，同步時(shí)延需在1.3us以下。l 根據(jù)3GPP 36.808 5.7要求，intra-band CA (contiguous)中心頻點(diǎn)間隔要滿足300khz的整數(shù)倍：連續(xù)的20MHz+20MHz，中心頻點(diǎn)間

9、隔為19.8MHz；20MHz+10MHz，中心頻點(diǎn)間隔為14.4MHz。UE需要UE支持CA功能，以及相關(guān)的頻段及帶寬組合。3GPP TS 36.306 規(guī)定，如果UE支持CA，需要上報(bào)“supportedBandCombination”，eNodeB根據(jù)UE支持的頻段及帶寬組合進(jìn)行載波聚合。9主副載波和中心頻點(diǎn)配置原則新擴(kuò)容或翻頻載波，需繼續(xù)優(yōu)化現(xiàn)網(wǎng)已存在優(yōu)化時(shí)間較長(zhǎng)載波做為錨點(diǎn)主副載波配置建議：D+D載波聚合：配置優(yōu)化較為成熟的載波為主載波，保障整體性能最優(yōu)。F+D載波聚合：現(xiàn)網(wǎng)為了增加D頻段話務(wù)吸收能力，配置D頻段載波做為主載波有利于CA占比，即速率提升。3 . 06 . 01 . 0

10、 spacingchannelNominal)2()1()2()1(ChannelChannelChannelChannelBWBWBWBW3GPP標(biāo)準(zhǔn)TS 36.104要求：帶寬內(nèi)連續(xù)兩載波的中心頻點(diǎn)間隔要求滿足300kHz的整數(shù)倍： 中心頻點(diǎn)配置原則 連續(xù)的20MHz+20MHz，中心頻點(diǎn)間隔為19.8MHz； 20MHz+10MHz，中心頻點(diǎn)間隔為14.4MHz； 20MHz+15MHz，中心頻點(diǎn)間隔為17.1MHz。10載波管理CA UE共有三種狀態(tài)：SCell配置未激活、SCell配置并激活、SCell未配置。說(shuō)明：Pcell和Scell是針對(duì)CA用戶(hù)的用戶(hù)級(jí)概念，用戶(hù)初始接入的載波

11、就是該CA用戶(hù)的Pcell，如果測(cè)量的小區(qū)集中的另一個(gè)小區(qū)滿足A4事件，為該CA用戶(hù)配置Scell。 當(dāng)CA UE上報(bào) SCell的CarrAggrA4ThdRsrp，通過(guò) RRC Connection Reconfiguration 將其配置為該CA UE的SCell。 當(dāng)CA UE上報(bào)SCell的CarrAggrA2ThdRsrp，通過(guò) RRC Connection Reconfiguration 將該CAUE的SCell刪除。 如果打開(kāi)載波管理開(kāi)關(guān)CarrierMgtSwitch，在CA UE數(shù)據(jù)量不大的情況下可以去激活SCell從而節(jié)省UE在SCell的盲檢、收發(fā)數(shù)據(jù)的能耗，以及上行C

12、SI反饋。 當(dāng)CA UE數(shù)據(jù)量大于一定門(mén)限時(shí)，則可以快速激活SCell，以提升CA UE的數(shù)據(jù)量吞吐能力。11CA UE 業(yè)務(wù)量觸發(fā)的SCell 激活和去激活CA UE 業(yè)務(wù)量觸發(fā)的SCell 激活當(dāng)CA UE已配置SCell但未激活，滿足如下條件：l RLC緩存數(shù)據(jù)量 max (RLC出口速率 * ActiveBufferDelayThd,ActiveBufferLenThd)l 并且RLC 首包時(shí)延 ActiveBufferDelayThdeNodeB將下發(fā)MAC CE，快速激活該CA UE的SCell：l 如果是GBR承載（此時(shí)業(yè)務(wù)已經(jīng)在PCell（Primary Cell）上建立了），

13、此時(shí)先判決該GBR業(yè)務(wù)滿意率是否滿足，如果滿足就不激活；如果不滿足則嘗試激活。l 如果是non GBR承載，需要判決當(dāng)前是否已經(jīng)達(dá)到了UE的AMBR，若已達(dá)到就不激活，否則激活該SCell。為了保持eNodeB和UE側(cè)能夠同步，在UE正確接收到MAC層激活信令之后的第x個(gè)子幀 (n為下發(fā)MAC信令時(shí)子幀號(hào)，n+x子幀為真正激活的時(shí)間)上，eNodeB和UE同時(shí)激活；這個(gè)x由物理層協(xié)議來(lái)確定（x為8）。CA UE 業(yè)務(wù)量觸發(fā)的Scell 去激活當(dāng)CA UE每個(gè)承載都滿足：l RLC出口速率 DeactiveThroughputThdl 并且 RLC緩存 DeactiveBufferLenThde

14、NodeB將下發(fā)MAC CE，去激活該CA UE的SCell。12載波聚合下的連接管理載波聚合場(chǎng)景下的連接管理特點(diǎn)：CA配置后，UE和網(wǎng)絡(luò)之間只有一條RRC連接，每個(gè)UE只分配一個(gè)C-RNTI。l CA UE在小區(qū)內(nèi)發(fā)起RRC連接建立成功后，該小區(qū)就作為PCell (Primary Cell)，并提供NAS層消息，PCell對(duì)應(yīng)的CC叫作PCC (Primary Component Carrier)。l RRC負(fù)責(zé)將SCell配置給UE。SCell對(duì)應(yīng)的CC叫作SCC（Secondary Component Carrier）。l DL SCC 數(shù)量必須要大于等于UL SCC。l PUCCH（P

15、hysical Uplink Control Channel）只在PCell上承載L1的上行控制信息，如下行數(shù)據(jù)的ACK/NACK、調(diào)度請(qǐng)求以及周期性CSI信息。其他信道均獨(dú)立存在于各載波中。l SCell可以去激活，PCell不能。l PCell出現(xiàn)RLF（Radio Link Failure），需要觸發(fā)RRC Reestablishment。l PCell的變更需要采用切換流程。l SCell的去激活、刪除只能由eNodeB控制。13SCell的建立流程主要包括兩個(gè)步驟：1. CA UE在駐留小區(qū)發(fā)起RRC連接流程，當(dāng)建完SRB2和DRB后，eNodeB根據(jù)CA UE上報(bào)的“是否需要啟動(dòng)G

16、ap做測(cè)量”的能力來(lái)判決是否要配置測(cè)量Gap。l 如果CA UE需要啟動(dòng)Gap，則eNodeB配置測(cè)量Gap并下發(fā)測(cè)量控制（本eNodeB內(nèi)另一個(gè)頻點(diǎn)的頻點(diǎn)信息、頻率偏置、測(cè)量帶寬、測(cè)量參數(shù)等）。l 如果CA UE不需要啟動(dòng)Gap，則eNodeB跳過(guò)測(cè)量Gap的配置，直接下發(fā)測(cè)量控制。2. 當(dāng)CA UE上報(bào)A4事件（用于CA的A4事件的參數(shù)取值可以與異頻切換的A4事件的參數(shù)取值不同）后，eNodeB將檢測(cè)UE上報(bào)的滿足A4測(cè)量條件的小區(qū)，如果有同一小區(qū)集內(nèi)的，就下發(fā)RRC Reconfiguration Request消息給UE，將其配置為該CA UE的SCell。當(dāng)eNodeB在SCell上

17、收到UE上報(bào)的A2事件，eNodeB在PCell上直接下發(fā)RRC Reconfiguration信令將其刪除。則該CA UE回退到單載波狀態(tài)。其他上行失步檢測(cè)、上行無(wú)線鏈路檢測(cè)、RRC連接重建、無(wú)線承載管理等都與原流程相同。載波聚合場(chǎng)景下連接管理的特殊流程14載波聚合下的移動(dòng)性管理由RRC連接管理可知，當(dāng)PCell要變更時(shí)，需要走切換流程。而SCell刪除時(shí)，只需通過(guò)RRC Reconfiguration即可。載波聚合下的測(cè)量控制在載波聚合場(chǎng)景中，eNodeB在PCell上下發(fā)的測(cè)量控制相對(duì)連接管理中的測(cè)量控制，A2/A4事件的門(mén)限值可以配成不同。一般情況下，A4門(mén)限略高于異頻切換中A4的取值

18、，以保證不會(huì)在異頻鄰區(qū)覆蓋較差的區(qū)域配置CA。載波聚合下移動(dòng)性管理的主要場(chǎng)景l(fā) 當(dāng)CA UE在PCell上報(bào)A3事件（同頻/異頻鄰區(qū)質(zhì)量高于服務(wù)小區(qū)質(zhì)量），此時(shí)PCell下發(fā)RRC Connection Reconfiguration message信令，刪除該UE當(dāng)前的SCell。然后，執(zhí)行同頻切換流程。如果新接入的目標(biāo)小區(qū)也是可聚合的小區(qū)，那么eNodeB在UE完成RRC連接建立后重新下發(fā)測(cè)量控制。如果UE上報(bào)A4且是該小區(qū)集內(nèi)的，eNodeB將其配置為該UE的SCell。l 當(dāng)CA UE在PCell上報(bào)A2事件，此時(shí)PCell下發(fā)測(cè)量控制觸發(fā)異頻測(cè)量。UE上報(bào)A4事件后，PCell進(jìn)行異頻切換（無(wú)論目標(biāo)小區(qū)是否是小區(qū)集內(nèi)的），亦即可能會(huì)出現(xiàn)PCell向SCell做異頻切換的情況。15系統(tǒng)容量影響l RRC連