中国联通载波聚合技术原理培训

CA
终端

截至2015年10月，在全球3523款LTE终端中，共有106款CAT6终端（包括数据卡、智能 机和平板电脑等），其中智能终端约90款。主流B3有12款，主流B1+B3有7款。
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技术背景-友商动态

中国移动利用雄厚的频谱资源，开展多个不同频道组合的载波聚合推动和应用； 已经完成D频带（2.6GHz）、F+D跨频段（1.9GHz+2.6GHz）、E频段 （2.3GHz）等多个频带组合的载波聚合现网验证工作和试商用 正在进行TD-LTE 2.6GHz下行三载波聚合、TD-LTE上行两载波聚合等推动和商用网 验证工作 现网已有定制终端支持载波聚合
2013.09完成 CU
• 厂家设备已支持 • 支持板内和板间载波聚合
• 高通中高端芯片支持 • 海思、MTK高端芯片 支持 • 高通中高端芯片支持 • 海思、MTK高端芯片 支持
华为M7/P8，LG G4，
苹果6S等；
• 少量终端已支持，包 括三星S6E/Note4， 苹果6S等； • 无商用终端

信息交互；

SCELL上进行传输，而PUCCH不能在 SCELL上进行传输；

均可在PCELL上进行传输；

通过基于MAC层的SCELL动态激活 载波聚合系统中，PCELL始终只有
/去激活，可有效节省UE电池电量；

PCELL；

一个，而SCELL可以有多个，且能够
随时进行配置和去配置。


立一一对应关系。
场景2： F1和F2共站，适用于F1和F2频率间隔较大的情况； 由于路损差距较大，因此低频段载波F1覆盖面积较高频段载波F2更广； 只有F1能够提供eNB间移动性的支持； 主要用于F2用于提高中心用户速率。
场景3： F1和F2共站，适用于F1和F2不同频的情况； F2小区天线方向指向F1小区边缘，形成eNB内的小区边缘覆盖互补； 由于F1和F2不同频，仍然在高频小区存在覆盖空洞； 只有F1能够提供eNB间移动性的支持； 在F1小区边缘通过F2的覆盖，边缘用户体验大大增强。 场景4： F1提供宏小区覆盖，使用F2 RRH提供热点覆盖； 仅F1提供eNB间移动性的支持； 适用于F1和F2不同频的情况； 在F1和F2覆盖下的用户可以通过载波聚合获得较好体验。
1.8+2.1带间 （B1+B3）
2014.09完成 CU
• 厂家设备已支持 • 支持板内和板间载波聚合
1.8+2.6带间 （B3+B41）
1.8+2.3带间 （B3+B40）
2015.12完成
CU 2015.09完成 KT
• 华为和中兴支持
• 其它厂家有产品规划 •无
• 高通中高端芯片支持
• 海思高端芯片支持 • 芯片厂家有计划
内部资料 注意保密
LTE载波聚合技术原理
目录
第一部分
技术背景
第二部分
基本原理
第三部分
部署讨论
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技术背景-国际发展动态
全球LTE网络商用进程
500 400 300 200 100 0 2 2009 46 265 146 16 2010 369 442 100 80 60 40 20 3 0 2011 2012 2013 2014 2015.10 2013 2014 2015.08 49
量的辅载波配置，而辅载波去配置通常采用基于A2测量的方式； RRCConnectionReconfiguration ::= SEQUENCE { sCellToReleaseList sCellToAddModList nonCriticalExtension }
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关键技术-载波管理（2）

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基本概念-CA对协议栈的影响
RRC层： 系统消息 辅载波配置/去配置
PDCP/RLC层： 终端缓存增强
MAC层： 用户CC随机接入 HARQ管理 缓存管理 载波联合动态调度
PHY层： PDCCH/PUCCH增强 跨载波调度 载波功率控制
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应用场景
场景1：

F1和F2共站，适用于F1和F2同频或频率间隔较小的情况； 由于路损近似，因此覆盖面几乎相同； F1和F2都提供eNB间移动性的支持； 在整个覆盖范围内，用户均可通过载波聚合可以获得更高的速率。

竞争，需通盘、全面考虑各种频带组合载波聚合方案
技术背景-标准化和技术推动
载波聚合 组合
2.6GHz带内 （B7+B7）
标准化
2012.09完成
网络设备
终端芯片
终端设备
CU
中国移动同期开始进行2.6GHz（B41+B41）带内载波聚合
• 主流终端已支持，包 括三星S6/Note4，
1.8GHz带内 （B3+B3）
场景5： 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。
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关键技术-载波管理（1）
SCELL未配置状态
RRC配置
RRC去配置
MAC去激活
SCELL未激活状态
SCELL激活状态
MAC激活 SCELL配置状态

通过主载波RRC信令和MAC层控制单元进行统一载波管理，常用辅载波配置方案包括盲配置和基于A4测


Class A: ATBC ≤ 100, maximum number of CC = 1； Class B: ATBC ≤ 100, maximum number of CC = 2； Class C: 100 < ATBC ≤ 200, maximum number of CC = 2。
• 无商用终端
1.8+1.8+2.1带间 （B3+B3+B1）
2015.09完成
CU
• 华为和中兴支持
• 其它厂家有产品规划
•芯片厂家有计划
• 无商用终端
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目录
第一部分
第二部分

技术背景
基本原理
基本概念


应用场景
关键技术
第三部分
部署讨论
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基本概念-CA类型
CC1 带内连续载波聚合 CC2 CC3

TDD-FDD CA机制， TDD和FDD均可做PCC HARQ反馈timing设计

多于5CC的DL/UL CA ，可支持到32CC 支持PUCCH在SCell上 传输 讨论中
与协议版本无关的主要规定

BS发射机，BS接收机，UE发射机，UE接收机的性能要求需要按CA频段定义，即不
同频段组合的性能要求不同 从BS、UE的性能要求看，目前支持到的最大载波数为：DL 4CC，UL 2CC
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技术背景-CA标准进展
与协议版本有关的主要规定
Rel-10
Rel-11
Rel-12
Rel-13


5CC DL/UL CA机制 （DL 带内/带间，UL 带内） 上下行控制信道增强 跨载波调度 PUSCH/PUCCH同时 传输


上行控制信道增强 支持带间UL，TDD载 波间不同的上/下行时 隙配比 上行异带CA 多个定时提前量
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技术背景-中国联通频谱现状分析

除1840-1860MHz LTE FDD载波外，中国联通LTE潜在第二载波：1.8GHz频段剩余（10MHz）、 联通频率资源受限且各地资源占用差异较大，在目前阶段任一频带组合都不具备全国部署条件，为应对
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2.1GHz翻频或剩余未分配载波（20MHz） 、2.3GHz （20MHz） 、2.6GHz （20MHz）
CC1
带内非连续载波聚合 CC1 带间载波聚合 频段1

CC2
CC3
CC2
CC3
频段2
载波聚合以LTE最大20MHz单载波为聚合单位，至R12为止最大聚合带宽能力为100MHz；


对于FDD系统，不同于LTE中上下行载波带宽对称的要求，载波聚合下行和上行载波数可以不同；
对于带内载波聚合，不同成员载波之间中心频率的间隔应为300KHz的整数倍且和聚合带宽相关； 要求每个载波保持后向兼容性，即一个R8版本的LTE终端可以通过单载波的方式接入网络，而一个
R10版本以上的终端可以通过载波聚合的方式接入网络，两者相互独立；
注：成员载波，Component Carrier，CC 9
基本概念-表示方法

Aggregated Transmission Bandwidth Configuration
(ATBC):载波聚合的PRB总数 CA bandwidth class:最大ATBC和最大CC总数组合
辅载波配置后处于去激活状态，只有在激活后才能用于数据传输； 通过MAC层CE进行SCell的激活/去激活；可通过RRC层下发sCellDeactivationTimer来去激活 只有在收到激活CE后，UE激活对应的SCELL，从而可以进行以下操作：

SCELL上的SRS传输
CQI/PMI/RI/PTI反馈 PDCCH监测 启动sCellDeactivationTimer 触发PHR

CA configuration: 指的是E-UTRAN所用频段和CA带宽
CA_1C指在band1上的2载波带内聚合方式； CA_1A_1A指在band1上的2载波带内非连续聚合方式； CA_1A_5B 指在band1和band5之间的带间CA, 其中band1上载
class的组合


波为单载波，band5上可以是2个载波组成的20MHz。

Baidu Nhomakorabea
如果激活的SCELL上PDCCH指示下行或上行资源分配，重新启动sCellDeactivationTimer； 辅载波激活决策通常是基于主载波数据量（资源利用率）； 辅载波去激活决策通常是基于数据量（资源利用率）或辅载波CQI。
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关键解决方案-载波管理（3）
1. 载波配置
• 对于基本同覆盖的载波聚合场景，建议采用辅载波盲配置方案，即在终端初始接入后网络直接 下发辅载波配置消息，而无需终端进行测量； • 对于覆盖差距较大的载波场景，建议采用基于A4测量事件的辅载波配置方案，即在终端初始 接入网络后，网络下发辅载波测量，终端仅在检测到辅载波信号质量满足条件，反馈测量结果， 由网络下发辅载波配置；
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技术背景-CA技术优势
根据能够聚合载波的 联合调度多频段，平
成员载波带宽不同，能够
衡多个载波负载，获取集
群增益，提高网络容量
直接不同程度地提升网络
峰值速率
峰值提升 频谱整合
CA能够有效整合运营
商多个零碎频段，是一种 低成本地增加现有网络吞 吐量和容量的解决方案
负载均衡 干扰管理
宏微协同场景下，通
中国移动



中国电信

中国电信在取得2.1GHz频段LTE FDD使用授权后致力于推动LTE FDD 1.8GHz+2.1GHz频带载波聚合，并要求产业链上下游厂家加快推动终端产品 研发
正在进行LTE FDD三载波聚合技术(1.8GHz +2.1GHz +850MHz) 现网已有定制终端支持载波聚合
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基本概念-PCELL/SCELL
PCELL
主要负责处理RRC连接建 立/重建

SCELL
主要用于提供更多的无线 资源进行数据传输

主小区，对应主载波PCC；
辅小区，对应辅载波SCC PDCCH/PDSCH/PUSCH均可以在

UE通过PCELL进行RRC层和NAS层
PDCCH/PDSCH/PUSCH/PUCCH 测量和移动性管理均是基于 UE仅在PCELL上进行随机接入； PCELL是不能被去激活的； DL PCELL和UL PCELL 通过SIB2建


C7
C6
C5
C4
C3
C2
C1
R
Oct 1



收到去激活CE或sCellDeactivationTimer超时，需要进行以下操作：

去激活SCELL，停止sCellDeactivationTimer，清空HARQ缓存 对于去激活的SCELL，不传输SRS，不反馈CQI/PMI/RI/PTI，不进行UL-SCH传输，不进行RACH，不监控 PDCCH
过异频部署或跨载波调度 消除或降低宏微系统之间 干扰
•
CA是3GPP针对LTE-A下行1Gbps，上行500Mbps峰值速率需求在R10版本中提出的新技术
•
•
其它R10提出的功能还包括更高阶MIMO，Relay，CoMP，异构网等功能。CA基本上是
LTE-A中最早和最广泛被商用的技术 CA能够将最多5个成员载波聚合在一起以支持更大的传输带宽。
全球CA商用进程
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注：载波聚合，Carrier Aggregation，简称CA
数据来源：GSA
LTE

2009年底TeliaSonera建成全球首张商用LTE网络，目前全球147个国家已经部署442张 LTE商用网络。预计2015底全球LTE商用网络将达到460张。

2013年6月SKT部署全球首张载波聚合网络，截至到2015年8月，目前全球45个国家已经 部署了88张LTE-A商用网络。其中，37张网络为CAT6系统（300Mbps)，另外有142个运 营商也已正在投资建设LTE-A网络或开展载波聚合试验，包括25张CAT9网络正在澳大利 亚、日本、葡萄牙、韩国和中国等国部署或试验。