为了提供更高的业务速率,3GPP在LTE-Advanced阶段提出了下行1Gbps的速率要求。同时,受限于无线频谱资源紧缺等因素,很多运营商拥有的频谱资源往往都是非连续的,每个单一频段都难以满足LTE-Advanced对带宽的需求。
因此,3GPP在Release 10(TR 36.913)阶段引入了CA(Carrier Aggregation,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。同时载波聚合可以提高离散频谱的利用率。 根据聚合载波所在的频带,载波聚合可以分为:
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频带内载波聚合
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,如图2-1中Scenario A与Scenario B所示。
? 频带间载波聚合
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。如图2-1中Scenario C所示。
图2-1同频带与不同频带的载波聚合情况
2.1 定义
载波聚合就是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),终端可以同时接入多个载波,并同时在多个载波上进行下行数据传输,终端的数据传输速率得到提高,获得更好的用户感知。
2.2 增益
载波聚合功能的增益如下:
1. 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。
2. 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可以
得到充分利用。 3. 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%(CA UE支持Category 6的情况下)。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。
2.3 典型场景
协议定义场景
3GPP Release 10(TS 36.300 AnnexJ)定义了载波聚合的5种组网应用场景。华为eNodeB对这5种场景的支持情况如表2-1所示。 表2-1载波聚合组网应用场景及华为eNodeB支持情况
载波聚合组网应用场景 S1:共站同覆盖 S2:共站不同覆盖 S3:共站补盲 华为eNodeB是否支持 是 是 否 无 无 S3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将使天馈系统大大复杂,未见明显增益,暂不支持。 S4:共站不同覆盖+RRH(Remote Radio Head) 否 S4是HetNet的应用场景(做载波聚合的HetNet需要宏微异频组网,且需要共站共框),暂不支持。 S5:共站不同覆盖+直放站 否 S5是HetNet的应用场景,暂不支持。 备注 在以下图示中,F1、F2指载波频率1、载波频率2。目前协议明确规定载波聚合组网应用场景中,两个不同频率的载波是在同一个eNodeB内,即intra-eNodeB。
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S1:共站同覆盖
图2-2共站同覆盖
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S2:共站不同覆盖
图2-3共站不同覆盖
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S3:共站补盲
图2-4共站补盲
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S4:共站不同覆盖+RRH
图2-5共站不同覆盖+RRH
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S5:共站不同覆盖+直放站
图2-6共站不同覆盖+直放站
产品应用典型场景
普通小区支持载波聚合的场景,根据载波频段可分为:
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同频段载波聚合 异频段载波聚合
2.4 架构
载波聚合下行实现架构如图2-7所示。 由图中可知:
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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。
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