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1、载波聚合知识点介绍2载波聚合定义载波聚合是LTE-A的一个关键特性，3GPP在Release 10（TR 36.913）阶段引入了 载波聚合，通过将多个连续或非连续的载波聚合成更大的带宽（最大100MHz），以满 足3GPP的要求。3GPP Release 10（TS 36.300）对于LTE-Advanced载波聚合，有以下原则： CA UE最多可以聚合（发送/接收）5个分量载波，每载波最大20MHz。 CA UE支持非对称载波聚合，即下行链路和上行链路聚合的分量载波数目可以不同， 但是上行分量载波数不能大于下行。 每个CC（Component Carrier）即分量载波的帧结构与3GPP
2、Release 8相同，实现 向下兼容。 基于3GPP Release 10，当前允许聚合的载波是与R8/9兼容的载波，亦即R8/9终端 可以在其中一个载波上发送/接收数据。载波聚合是LTE-A的一个关键特性，通过将同频带和不同频带的“子”载波聚合，从而为用户成倍提升峰值速率。3载波聚合定义CA载波聚合方案未打开载波聚合与打开载波聚合功能对比： 未打开载波聚合功能前，一个终端只能同时接入某一个载波，在该载波上进行上下行 数据传输，传输速率受到单载波带宽的约束。 打开载波聚合功能后，支持载波聚合的终端可以同时接入两个载波，并同时在两个载 波上进行上下行数据传输，使数据传输速率大大提高。根据聚合载
3、波所在的频带，载波聚合可以 分为： Intra-band CA 将同频带内的两个载波聚合，使一个用户 在同频带的两个载波进行下行数据传输。 同频带内的载波聚合分为连续和非连续的 载波聚合。 Inter-band CA 将不同频带的两个载波聚合，使一个用户 在不同频带的两个载波进行下行数据传 输。4载波聚合功能的增益载波聚合功能的增益如下： 资源利用率最大化：通过载波聚合，CA UE可以同时利用两载波上的空闲RB（ Resource Block），以实现资源利用率最大化，避免整体资源利用率的浪费。 有效利用离散频谱：通过载波聚合，运营商的一些离散的频谱（尤其是Refarming 之后）可以得到充
4、分利用。 更好的用户体验：通过下行载波聚合，CA UE相对非CA UE下行峰值速率可以提升 100%。在实际商用网的多用户场景下，CA UE激活SCell（Secondary Cell）后可 以更好利用空闲资源，提升整网非满负载时CA UE的吞吐量，给用户带来更好的体 验。5载波聚合典型部署场景场景1：共站同覆盖场景2：共站不同覆盖场景3：共站补盲F1 和F2 共站并覆盖区域重叠，并且F1和F2提供近似相 同的覆盖。F1和F2都提供对移动性的支持。可能的场 景是F1 和F2在相同的频段内，比如1900MHz等。对 于F1和F2小区覆盖重叠的区域可以进行载波聚合。F1 和F2 共站并覆盖区域重叠
5、，但由于较大的路径损耗 F2的覆盖区域较小。只有F1提供足够的覆盖，F2用来 提高吞吐量。移动性基于F1覆盖。可能的场景是F1 和 F2在不同的频段，例如F1 = 1900 MHz, 2 GHz and F2 = 2.6 GHz等。对于F1和F2小区覆盖重叠的区域可 以进行载波聚合。F1 和F2 共站，但是F2天线指向F1覆盖边界来提供小区 边缘的吞吐量。F1提供足够的覆盖，但F2由于较大的路 径损耗可能会有覆盖盲区。移动性基于F1覆盖。可能的 场景是F1 和F2在不同的频段，例如F1 = 1900 MHz, 2 GHz and F2 = 2.6 GHz。 同一个基站的F1和F2小 区在覆盖重
6、叠区域可以进行载波聚合。6载波聚合典型部署场景场景4：共站不同覆盖+RRH场景5：共站不同覆盖+直放站F1提供宏小区覆盖，F2为RRH用来提高热点区 域的吞吐量。移动性基于F1覆盖。可能的场景 是F1 和F2在不同的频段，例如F1 = 1900 MHz, 2 GHz and F2 = 2.6 GHz。对于F2 RRH小区覆盖内可以进行载波聚合。该场景和场景2相似，频率选择性直放站用来提 供额外的覆盖。同一个基站的F1和F2小区在覆 盖重叠区域可以进行载波聚合。备注：F1、F2指载波频率1、载波频率2。目前协议明确规定CA典型场景中，两个不同 频率的载波是在同一个eNodeB内，即intra-e
7、NodeB。场景3的组网方式对于移动性管理、准入拥塞控制、负载平衡、载波管理等特性带 来更高的算法复杂度，而且S3场景将使天馈系统大大复杂，未见明显增益。场景4、5 是HetNet的应用场景。7协议栈架构载波聚合下的协议栈架构有如下特点： 每个无线承载只有一个PDCP和RLC实体，RLC层上看不到物理层有多少个分量载波。 各个分量载波上MAC层的数据面独立调度。 每个分量载波有各自独立的传输信道，每TTI一个TB（Transport Block）以及独立的HARQ实体和重传进程。8载波聚合特性对于网元的要求名称对网元的要求EPC在双流场景下（MIMO 2x2），核心网需要能够支持单用户下行峰值
8、速率 224Mbps。eNodeBeNodeB要能够支持一个独立的RLC实体、每载波各自独立的MAC实 体、以及LBBP板间通信。RRU根据3GPP 36.104 6.5.3要求： l intra-band CA (contiguous)两频点采用不同RRU，同步时延需在130ns 以下； l intra-band CA (non-contiguous)两频点采用不同RRU/RFU，同步时延 需在260ns以下； l inter-band CA两频点采用不同RRU/RFU，同步时延需在1.3us以下。 l 根据3GPP 36.808 5.7要求，intra-band CA (contiguou
9、s)中心频点间隔 要满足300khz的整数倍：连续的20MHz+20MHz，中心频点间隔为 19.8MHz；20MHz+10MHz，中心频点间隔为14.4MHz。UE需要UE支持CA功能，以及相关的频段及带宽组合。 3GPP TS 36.306 规定，如果UE支持CA，需要上报 “supportedBandCombination”，eNodeB根据UE支持的频段及带宽组合进行载波聚合。9主副载波和中心频点配置原则新扩容或翻频载波 ，需继续优化现网已存在优化时间 较长载波做为锚点主副载波配置建议： D+D载波聚合：配置优化较为成 熟的载波为主载波，保障整体性 能最优。 F+D载波聚合：现网为了增
10、加D 频段话务吸收能力，配置D频段 载波做为主载波有利于CA占比 ，即速率提升。3GPP标准TS 36.104要求：带宽内连续两载波的中心频点间隔要求满足300kHz的整数倍： 中心频点配置原则 连续的20MHz+20MHz，中心频点间隔为19.8MHz； 20MHz+10MHz，中心频点间隔为14.4MHz； 20MHz+15MHz，中心频点间隔为17.1MHz。10载波管理CA UE共有三种状态：SCell配置未激活、SCell配置并激活、SCell未配置。说明：Pcell和Scell是针对CA用户的用户级概念，用户初始接入的载波就是该CA用户的Pcell，如果测量的小区集中的另一个小区满
11、足A4事件，为该CA用户配置Scell。 当CA UE上报 SCell的CarrAggrA4ThdRsrp，通过 RRC Connection Reconfiguration 将其配置为该CA UE的SCell。 当CA UE上报SCell的CarrAggrA2ThdRsrp，通过 RRC Connection Reconfiguration 将该CAUE的SCell删除。 如果打开载波管理开关CarrierMgtSwitch，在CA UE数据量不大的情况下可以去激活SCell从而节省UE在SCell的盲检、收发数据的能耗，以及上行CSI反馈。 当CA UE数据量大于一定门限时，则可以快速激活
12、SCell，以提升CA UE的数据量吞吐能力。11CA UE 业务量触发的SCell 激活和去激活CA UE 业务量触发的SCell 激活当CA UE已配置SCell但未激活，满足如下条件：l RLC缓存数据量 max (RLC出口速率 * ActiveBufferDelayThd,ActiveBufferLenThd)l 并且RLC 首包时延 ActiveBufferDelayThdeNodeB将下发MAC CE，快速激活该CA UE的SCell：l 如果是GBR承载（此时业务已经在PCell（Primary Cell）上建立了），此时先判决该GBR业务满意率是否满足，如果满足就不激活；如果
13、不满足则尝试激活。l 如果是non GBR承载，需要判决当前是否已经达到了UE的AMBR，若已达到就不激活，否则激活该SCell。为了保持eNodeB和UE侧能够同步，在UE正确接收到MAC层激活信令之后的第x个子帧 (n为下发MAC信令时子帧号，n+x子帧为真正激活的时间)上，eNodeB和UE同时激活；这个x由物理层协议来确定（x为8）。CA UE 业务量触发的Scell 去激活当CA UE每个承载都满足：l RLC出口速率 DeactiveThroughputThdl 并且 RLC缓存 DeactiveBufferLenThdeNodeB将下发MAC CE，去激活该CA UE的SCell
14、。12载波聚合下的连接管理载波聚合场景下的连接管理特点： CA配置后，UE和网络之间只有一条RRC连接，每个UE只分配一个C-RNTI。 l CA UE在小区内发起RRC连接建立成功后，该小区就作为PCell (Primary Cell)，并提 供NAS层消息，PCell对应的CC叫作PCC (Primary Component Carrier)。 l RRC负责将SCell配置给UE。SCell对应的CC叫作SCC（Secondary Component Carrier）。 l DL SCC 数量必须要大于等于UL SCC。 l PUCCH（Physical Uplink Control C
15、hannel）只在PCell上承载L1的上行控制信息 ，如下行数据的ACK/NACK、调度请求以及周期性CSI信息。其他信道均独立存在于 各载波中。 l SCell可以去激活，PCell不能。 l PCell出现RLF（Radio Link Failure），需要触发RRC Reestablishment。 l PCell的变更需要采用切换流程。 l SCell的去激活、删除只能由eNodeB控制。13SCell的建立流程主要包括两个步骤：1. CA UE在驻留小区发起RRC连接流程，当建完SRB2和DRB后，eNodeB根据CA UE上报的“是否需要启动Gap做测量”的能力来判决是否要配置测
16、量Gap。l 如果CA UE需要启动Gap，则eNodeB配置测量Gap并下发测量控制（本eNodeB内另一个频点的频点信息、频率偏置、测量带宽、测量参数等）。l 如果CA UE不需要启动Gap，则eNodeB跳过测量Gap的配置，直接下发测量控制。2. 当CA UE上报A4事件（用于CA的A4事件的参数取值可以与异频切换的A4事件的参数取值不同）后，eNodeB将检测UE上报的满足A4测量条件的小区，如果有同一小区集内的，就下发RRC Reconfiguration Request消息给UE，将其配置为该CA UE的SCell。当eNodeB在SCell上收到UE上报的A2事件，eNodeB在PCell上直接下发RRC Reconfiguration信令将其删除。则该CA UE回退到单载波状态。其他上行失步检测、上行无线链路检测、RRC连接重建、无线承载管理等都与原流程相同。载波聚合场景下连接管理的特殊流程14载波聚合下的移动性管理由RRC连接管理可知，当PCell要
