LTE-A 載波聚合（Carrier Aggregation）介紹【轉】

載波聚合（Carrier Aggregation）

首先介紹幾個基本概念

Primary Cell（PCell）：主小區是工作在主頻帶上的小區。UE在該小區進行初始連接配接建立過程，或開始連接配接重建立過程。在切換過程中該小區被訓示為主小區（見36.331的3.1節）

Secondary Cell（SCell）：輔小區是工作在輔頻帶上的小區。一旦RRC連接配接建立，輔小區就可能被配置以提供額外的無線資源（見36.331的3.1節）

Serving Cell：處于RRC_CONNECTED态的UE，如果沒有配置CA，則隻有一個Serving Cell，即PCell；如果配置了CA，則Serving Cell集合是由PCell和SCell組成（見36.331的3.1節）

CC：Component Carrier；載波單元

DL PCC ：Downlink  Primary  Component Carrier；下行主載波單元

UL PCC ：Uplink  Primary  Component Carrier；上行主載波單元

DL SCC ：Downlink  Secondary Component Carrier；下行輔載波單元

UL SCC ：Uplink  Secondary Component Carrier；上行輔載波單元

一. 簡介

為了滿足LTE-A下行峰速1 Gbps，上行峰速500 Mbps的要求，需要提供最大100 MHz的傳輸帶寬，但由于這麼大帶寬的連續頻譜的稀缺，LTE-A提出了載波聚合的解決方案。

載波聚合（Carrier Aggregation, CA）是将2個或更多的載波單元（Component Carrier, CC）聚合在一起以支援更大的傳輸帶寬（最大為100MHz）。

每個CC的最大帶寬為20 MHz。

為了高效地利用零碎的頻譜，CA支援不同CC之間的聚合（如圖1）

·         相同或不同帶寬的CCs

·         同一頻帶内，鄰接或非鄰接的CCs

·         不同頻帶内的CCs

LTE之載波聚合（一）：簡介

圖1：載波聚合

      從基帶(baseband)實作角度來看，這幾種情況是沒有差別的。這主要影響RF實作的複雜性。

      CA的另一個動力來自與對異構網絡（heterogeneous network）的支援。後續會在跨承載排程(cross-carrier scheduling)中對異構網絡進行介紹。

      Rel-10中的所有CC都是後向相容的（backward-compatible），即同時支援Rel-8的UE。

    R10版本UE支援CA，能夠同時發送和接收來自多個CC（對應多個serving cell）的資料

    R8版本UE隻支援在一個serving cell内，從一個CC接收資料以及在一個CC發送資料

    簡單地做個比較：原本隻能在一條大道（cell或cc）上運輸的某批貨物（某UE的資料），現在通過CA能夠在多條大道上同時運輸。這樣，某個時刻可以運輸的貨物量（throughput）就得到了明顯提升。每條大道的路況可能不同（頻點、帶寬等），路況好的就多運點，路況差的就少運點。

二.  PCell / SCell / Serving Cell / CC

      每個CC對應一個獨立的Cell。配置了CA的UE與1個PCell和至多4個SCell相連（見36.331的6.4節的maxSCell-r10）。某UE的PCell和所有SCell組成了該UE的Serving Cell集合（至多5個，見36.331的6.4節的maxServCell-r10）。Serving Cell可指代PCell也可以指代SCell。

      PCell是UE初始接入時的cell，負責與UE之間的RRC通信。SCell是在RRC重配置時添加的，用于提供額外的無線資源。

      PCell是在連接配接建立（connection establishment）時确定的；SCell是在初始安全激活流程（initial security activation procedure）之後，通過RRC連接配接重配置消息RRCConnectionReconfiguration添加/修改/釋放的。

      每個CC都有一個對應的索引，primary CC索引固定為0，而每個UE的secondary CC索引是通過UE特定的RRC信令發給UE的（見36.331的6.2.2節的sCellIndex-r10）。

      某個UE聚合的CC通常來自同一個eNodeB且這些CC是同步的。

      當配置了CA的UE在所有的Serving Cell内使用相同的C-RNTI。

      CA是UE級的特性，不同的UE可能有不同的PCell以及Serving Cell集合。

LTE之載波聚合（一）：簡介

圖2：CA配置舉例（“P”代表PCC）

      與非CA的場景類似，通過SystemInformationBlockType2的ul-CarrierFreq和ul-Bandwidth字段，可以指定下行primary carrier對應的上行primary carrier（僅FDD需配置該字段）。這樣做的目的是無需明确指定，就知道通過下行傳輸的某個UL grant與哪個一上行CC相關。

      CC的配置需要滿足如下要求：

Ø  DL CCs的個數根據該UE的DL聚合能力來配置

Ø  UL CCs的個數根據該UE的UL聚合能力來配置

Ø  對于某個UE而言，配置的UL CCs數不能大于DL CCs數

Ø  在典型的TDD部署中，UL和DL的CC個數是一樣的，并且不同的CC之間的uplink-downlink configuration也應該是一樣的。但是特殊幀配置（special subframe configuration）可以不同。(見36.211的4.2節)

      CA支援的頻帶見36.101的Table 5.5A-1和Table 5.5A-2。對應RRC消息中如下字段：

BandParameters-r10 ::= SEQUENCE {

   bandEUTRA-r10                INTEGER (1..64),

   bandParametersUL-r10         BandParametersUL-r10               OPTIONAL,

   bandParametersDL-r10         BandParametersDL-r10               OPTIONAL

}      

      每個CC能夠支援的帶寬見36.101的Table 5.6-1。對應RRC消息RadioResourceConfigCommonSCell-r10的dl-Bandwidth-r10和ul-Bandwidth-r10字段。

      CA帶寬類型（CA Bandwidth Class）見36.101的Table 5.6A-1。對應RRC消息中如下字段：

CA-MIMO-ParametersDL-r10 ::= SEQUENCE {

   ca-BandwidthClassDL-r10            CA-BandwidthClass-r10,

   supportedMIMO-CapabilityDL-r10     MIMO-CapabilityDL-r10           OPTIONAL

}

 

CA-BandwidthClass-r10 ::= ENUMERATED {a, b, c, d, e, f, ...}