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20MHzCA 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 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CA终端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波所在的频带,载波聚合可以分为:Intra-bandCA: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-bandCA: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CA载波聚合方案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。
W\,A I /■ * 物半f栽波1 我波2> Caseb " 瑚塑州]L . Q *样曲呈其电.川I的鸵甲校少>京皱入•',独庄4性2 1 {洁引4 涡妃策“I的值炬轮源tt! K载波聚合典型部署场景场景1:共站同覆盖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场景2:共站不同覆盖F1和F2共站并覆盖区域重叠,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场景3:共站补盲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小区在覆盖重叠区域可以进行载波聚合。
场景4:共站不同覆盖+RRHF1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场景5:共站不同覆盖+直放站该场景和场景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-eNodeB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。
———— ■EPC在双流场景下(MJMO 2x2 ),的胴需要能磐支落单用户下行建值速率 224Mbps.eNodeBW.NWe暧瞧支持一个瞄的RLC实久每魅波各自独立的MAC实 怵一以及L88P板间通信.RRU根捉3GPP 36.104相.3妾求1• intrd-band CA (contiguous)两技点采用不同RR:U ,间步肘延需在130ns 以下;• btra-band CA (昨卜::口湖卯口口占)两现点采用K同RRU/RFU ,同步时延需 在2舶芯以下;• inter-band CA两频点采用不同RRU/RFU r同米眦延gL3u瑚下.•喂据3G叩 36.808 5.7要求,Fntra-band CA (contiguous!中心颇点间隔装 满足胡0的2的建效倍:涅嫌的NM&+20MHZ ,中心频点间隔为 19,BMHz ; 2DMHS+10MH2 ,中心频点可隔为 14.4MHz.UE诳UE支攻湖能,以及相关的颈段及带宽堪含3GPP TS 36.306规定,如啜U弦持CA .需要上报"supportedBandCqmbinfltion- r eNcd(?B!a据UE3E持的频段及带宽坦台进行载波翼氏主副载波配置建议: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n新扩容或翻频载波「现网已存在优化时间 较跃载波做为福点需继续优化中心频点配置原则: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:Nominal channel spacing⑵—°」月畔nki蛔心-占《侦750.60.3- 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SCell,以提升CA UE的数据量 吞吐能力RLC缓存数据量> max (RLC出口速率 *ActiveBufferDelayThd,ActiveBufferLenThd)・ 并且 RLC 首包时延 > ActiveBufferDelayThd-eNodeB将下发MAC CE,快速激活该CA UE的SCell:- 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;如果不满足则尝试激活 如果是non GBR承载,需要判决当前是否已经达到7UE的AMBR,若已达到就不激 活,否则激活该SCello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:・ RLC 出 口速率 < DeactiveThroughputThd・ 并且 RLC 缓存 < DeactiveBufferLenThdeNodeB将下发MAC CE,去激活该CA UE的SCello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-RNTICA 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) o-RRC 负责将 SCell 配置给 UEo SCell 对应的 CC 叫作 SCC (Secondary Component Carrier)o-DL SCC数量必须要大于等于UL SCCo・ PUCCH (Physical Uplink Control Channel)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SCell可以去激活,PCell不能・ PCell 出现 RLF (Radio Link Failure),需要触发 RRC ReestablishmentoPCell的变更需要采用切换流程SCell的去激活、删除只能由eNodeB控制SCell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量Gap 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) 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,。