LTE载波聚合简介

首先介绍几个基本概念

Primary Cell（PCell）：主小区是工作在主频带上的小区。UE在该小区进行初始连接建立过程，或开始连接重建立过程。在切换过程中该小区被指示为主小区（见36.331的3.1节）

Secondary Cell（SCell）：辅小区是工作在辅频带上的小区。一旦RRC连接建立，辅小区就可能被配置以提供额外的无线资源（见36.331的3.1节）

Serving Cell：处于RRC_CONNECTED态的UE，如果没有配置CA，则只有一个Serving Cell，即PCell；如果配置了CA，则ServingCell集合是由PCell和SCell组成（见36.331的3.1节）CC：Component Carrier；载波单元

DL PCC：Downlink Primary Component Carrier；下行主载波单元

UL PCC：Uplink Primary ComponentCarrier；上行主载波单元

DL SCC：Downlink SecondaryComponent Carrier；下行辅载波单元

UL SCC：Uplink SecondaryComponent Carrier；上行辅载波单元

为了满足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的传输带宽，但由于这么大带宽的连续频谱的稀缺，LTE-A提出了载波聚合的解决方案。

载波聚合（Carrier Aggregation, CA）是将2个或更多的载波单元（Component Carrier, CC）聚合在一起以支持更大的传输带宽（最大为100MHz）。

每个CC的最大带宽为20 MHz。

为了高效地利用零碎的频谱，CA支持不同CC之间的聚合,如下图：

∙相同或不同带宽的CCs

∙同一频带内，邻接或非邻接的CCs

∙不同频带内的CCs

从基带(baseband)实现角度来看，这几种情况是没有区别的。这主要影响RF实现的复杂性。

CA的另一个动力来自与对异构网络HetNet（heterogeneous network）的支持。后续会在跨承载调度(cross-carrierscheduling)中对异构网络进行介绍。

∙Rel-10中的所有CC都是后向兼容的（backward-compatible），即同时支持Rel-8的UE。∙R10版本UE支持CA，能够同时发送和接收来自多个CC（对应多个serving cell）的数据R8版本UE只支持在一个serving cell内，从一个CC接收数据以及在一个CC发送数据。

简单地做个比较：原本只能在一条大道（cell或cc）上运输的某批货物（某UE的数据），

现在通过CA能够在多条大道上同时运输。这样，某个时刻可以运输的货物量（throughput）就得到了明显提升。每条大道的路况可能不同（频点、带宽等），路况好的就多运点，路况差的就少运点。

每个CC对应一个独立的Cell。配置了CA的UE与1个PCell和至多4个SCell相连（见36.331的6.4节的maxSCell-r10）。某UE的PCell和所有SCell组成了该UE的Serving Cell集合（至多5个，见36.331的6.4节的maxServCell-r10）。Serving Cell可指代PCell也可以指代SCell。

PCell是UE初始接入时的cell，负责与UE之间的RRC通信。SCell是在RRC重配置时添加的，用于提供额外的无线资源。

PCell是在连接建立（connectionestablishment）时确定的；SCell是在初始安全激活流程（initial security activationprocedure）之后，通过RRC连接重配置消息

RRCConnectionReconfiguration添加/修改/释放的。

每个CC都有一个对应的索引，primary CC索引固定为0，而每个UE的secondary CC索引是通过UE特定的RRC信令发给UE的（见36.331的6.2.2节的sCellIndex-r10）。

∙某个UE聚合的CC通常来自同一个eNodeB且这些CC是同步的。

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

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

与非CA的场景类似，通过SystemInformationBlockType2的ul-CarrierFreq和ul-Bandwidth 字段，可以指定下行primarycarrier对应的上行primarycarrier（仅FDD需配置该字段）。

这样做的目的是无需明确指定，就知道通过下行传输的某个ULgrant与哪个一上行CC相关。

CC的配置需要满足如下要求：

∙DL CCs的个数根据该UE的DL聚合能力来配置

∙UL CCs的个数根据该UE的UL聚合能力来配置

∙对于某个UE而言，配置的UL CCs数不能大于DL CCs数

∙在典型的TDD部署中，UL和DL的CC个数是一样的，并且不同的CC之间的uplink-downlink configuration也应该是一样的。但是特殊帧配置（special subframe configuration）可以不同。(见36.211的4.2节)

连续的CCs之间的中心频率间隔必须是300kHz的整数倍。这是为了兼容Rel-8的100 kHzfrequency raster，并保证子载波的15kHz spacing，从而取的最小公倍数（详见36.300的5.5节）。

还是简单地做个比较：还以上面的运输做类比，PCell相当于主干道，主干道只有一条，不仅运输货物，还负责与接收端进行交流，根据接收端的能力（UE Capability）以及有多少货物要发（负载）等告诉接收端要在哪几条干道上收货以及这些干道的基本情况等（PCell 负责RRC连接）。SCell相当于辅干道，只负责运输货物。

接收端需要告诉发货端自己的能力，比如能不能同时从多条干道接收货物，在每条干道上一次能接收多少货物等（UE Capability）。发货端（eNodeB）才好按照对端（UE）的能力调度发货，否则接收端处理不过来也是白费！（这里只是以下行为例，UE也可能为发货端）。