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载波聚合介绍


载 波 聚 合

Carrier Aggregation(CA)

最终解释权归鲁思行所有

信息与电子技术研究室 2011-9-2

为什么要载波聚合
LTE- Advanced 在低移动性下峰值速率达到 1Gbit/s, , 高移动性下峰值速率达到 100Mbit/s。 那么为了支持这

样 。 的峰值速率,我们需要更大的带宽。 的峰值速率,我们需要更大的带宽。而这样大带宽的频谱 很难找到。 很难找到。

联合扩展

LTELTE- Advanced 系 统带宽扩展方式

载波聚合
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什么是载波聚合

载波 聚合

连续载 波聚合

将相邻的数个较小的载波 整合为一个较大的载波

非连续 载波聚 合
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将离散的多载波聚合起来, 将离散的多载波聚合起来, 当作一个较宽的频带使用, 当作一个较宽的频带使用, 通过统一的基带处理实现离 散频带的同时传输

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载波聚合频典型谱场景
频带内相邻载波聚合 ( Intraband Contiguous CA )

频带内不相邻载波聚合 ( Intraband Non-Contiguous CA )

频带外不相邻载波聚合 ( outband Non-Contiguous CA )
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载波聚合典型部署场景一
在成分载波是相同或者不同的频段, 在成分载波是相同或者不同的频段,但是频率间隔很小的 情况下,eNB如图分布 如图分布, 情况下,eNB如图分布,对于所有成分载波波束方向和模 式是相同的。 式是相同的。

CC相同频段

CC不同同频段

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载波聚合典型部署场景二
根据载波扇区数目部署的不同或者为了提高边缘吞吐量, 根据载波扇区数目部署的不同或者为了提高边缘吞吐量, 对于不同的成分载波,eNB的天线波束方向和部署不同。 对于不同的成分载波,eNB的天线波束方向和部署不同。 的天线波束方向和部署不同

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载波聚合典型部署场景三
一个固定的基站提供宏覆盖, 一个固定的基站提供宏覆盖,离基站较远的地方放置热点 提供另一个载频),热点小区通过光纤跟基站相连。 ),热点小区通过光纤跟基站相连 (提供另一个载频),热点小区通过光纤跟基站相连。宏 小区与热点小区的载波聚合。

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载波聚合典型部署场景四

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主从服务小区和成分载波
主服务小区( 主服务小区(Pcell): ): 初次建立RRC连接时,只配置一个服务小 连接时, 当LTE-A的UE初次建立 的 初次建立 连接时 。此服务小区中的载波称为主成分载波( )。 区,即Pcell。此服务小区中的载波称为主成分载波(PCC)。 从服务小区(Scell): 从服务小区(Scell): 根据负载、QoS需求等考虑,配置多个额外服务小区, 根据负载、QoS需求等考虑,配置多个额外服务小区, 需求等考虑 Scell。此服务小区中的载波称为第二成分载(SCC)。 即Scell。此服务小区中的载波称为第二成分载(SCC)。

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主服务小区的特点
◆提供非接入层(NAS)移动信息 提供非接入层(NAS) ◆UE只需执行对PCell 下行的无线电链路监测,当无线链 UE只需执行对PCell 下行的无线电链路监测, 只需执行对 路连接失败(RLF)时触发RRC重建。 RRC重建 路连接失败(RLF)时触发RRC重建。 ◆UE不能停用 UE不能停用 ◆只有Pcell使用半持久调度(SPS),它适用于不需要载 只有Pcell使用半持久调度(SPS),它适用于不需要载 只有Pcell使用半持久调度 ), 波聚合的语音IP IP业务 波聚合的语音IP业务 UE只能在Pcell给eNB传输PUCCH信息 只能在Pcell 传输PUCCH ◆ UE只能在Pcell给eNB传输PUCCH信息 UE随机接入 如果失败则触发RRC 随机接入, RRC重建 ◆ UE随机接入,如果失败则触发RRC重建
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eNB给UE编好号的RRC信息,此信息包含服务小区SI。 eNB给UE编好号的RRC信息,此信息包含服务小区SI。 编好号的RRC信息 SI 同一个eNB的不同UE也可以部署不同的服务小区。 同一个eNB的不同UE也可以部署不同的服务小区。 eNB的不同UE也可以部署不同的服务小区

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上下行载波聚合方式

考虑到系统下行和上行有不同的峰值速率要求, 考虑到系统下行和上行有不同的峰值速率要求,应该支 持非对称载波聚合。 持非对称载波聚合。
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载波聚合频的实现方案一
◆子载波可以根据各自不同的MIMO 子载波可以根据各自不同的MIMO 配置选择不同的传送等级 ◆各子载波都能使用独立的链路 自适应技术 ◆可以根据实际链路状况使用不 同的调制编码方案, 同的调制编码方案,码率 ◆还继续沿用物理层的设计

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载波聚合频的实现方案二
◆子载波使用相同的传送等级, 子载波使用相同的传送等级, 相同的调制方式, 相同的调制方式,相同的码率

◆需要重新设计物理层的标准, 需要重新设计物理层的标准, 比如控制信道格式

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下行控制信道

在UE可以可靠接受到PDCCH消息的场景适合频带内载波调度; UE可以可靠接受到PDCCH消息的场景适合频带内载波调度; 可以可靠接受到PDCCH消息的场景适合频带内载波调度 如果UE不能接收PDCCH信号或者不能再CC上可靠接收的场景、 UE不能接收PDCCH信号或者不能再CC上可靠接收的场景 如果UE不能接收PDCCH信号或者不能再CC上可靠接收的场景、 以及宽带CC和窄带CC聚合都适合频带外调度。 CC和窄带CC聚合都适合频带外调度 以及宽带CC和窄带CC聚合都适合频带外调度。
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上行控制信道

载波聚合的上行控制信息(UCI):包括HARQ反馈、 载波聚合的上行控制信息(UCI):包括HARQ反馈、信 ):包括HARQ反馈 道状态信息(CSI)反馈和调度要求信息。 道状态信息(CSI)反馈和调度要求信息。 UCI可以与特定的CC的PUSCH一起传输或者在主成分载 UCI可以与特定的CC的PUSCH一起传输或者在主成分载 可以与特定的CC PCC) PUCCH上单独传输 波(PCC)的PUCCH上单独传输

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移动性管理
◆eNB决定UE需要增加CC或者删减CC;判断PCC是否需要 eNB决定UE需要增加CC或者删减CC;判断PCC是否需要 决定UE需要增加CC或者删减CC PCC 改变或者是否需要进行eNB之间的切换。 eNB之间的切换 改变或者是否需要进行eNB之间的切换。 ◆源eNB告诉目标eNB需要切换到的Pcell。如果切换准 eNB告诉目标eNB需要切换到的Pcell。 告诉目标eNB需要切换到的Pcell 备程序提供Pcell的安全密钥,而目标eNB Scell, Pcell的安全密钥 eNB是 备程序提供Pcell的安全密钥,而目标eNB是Scell, 则这个要求可能被忽略

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干扰管理

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载波聚合调度算法举例

1.不相交排队算法(DQS) 1.不相交排队算法(DQS) 不相交排队算法 2.相交的排队算法(JQS) 2.相交的排队算法(JQS) 相交的排队算法 3.正比公平调度算法(PFS) 3.正比公平调度算法(PFS) 正比公平调度算法 4.安排针对有最大优先功能站点信道的算法 4.安排针对有最大优先功能站点信道的算法

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载波聚合需要考虑的问题
1、不同频带相差的传播损耗不同频率高的路径损耗大 2、不同频带多普勒频移和相干时间相差很大 3、功率控制 4、终端复杂度的问题 5、小区边缘接收问题

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【参考文献】 参考文献】
1. Carrier Aggregation Framework in 3GPP LTE-Advanced 2. LTE- Advanced 系统中的载波聚合技术的研究综述 3. Analysis and Simulation for Spectrum Aggregation in LTE-Advanced System 4. Spectrum Aggregation with Multi-Band User Allocation over Two Frequency Bands 5. R1-082468 6. R1-081773 7. R1-082999 8. R1-083254 9. R1-040642, “Comparison of PAR and Cubic Metric for Power De-rating”, 3GPP RAN WG1 #37, Montreal 2004.

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