1、CACarrier Aggregation人们对数据速率的要求越来越高，载波聚合成为运营商面向未来的必然选择。什么是载波聚合？简单一点说，就是把零碎的 LTE 频段合成一个“虚拟”的更宽的频段，以提高数据速率。刚开始，载波聚合部署仅限于二载波。2014 年，韩国 SK 电信、LGU+成功演示了 3 载波聚合。随着技术的不断演进，相信未来还有更多 CC 的载波聚合。当然还包括 TDD 和 FDD、LTE 和 WiFi 之间的载波聚合。中国电信在 2014 年 9 月成功演示了 FDD 和 TDD 的载波聚合，这也是载波聚合路上一个新的里程碑。1. LTE 的频段分配2. 载波聚合的分类主要分为
2、intra-band 和 inter-band 载波聚合，其中 intra-band 载波聚合又分为连续（contiguous kntgjs邻近，连续的）和非连续（non-contiguous） 。对于 intra-band CA（contiguous）中心频点间隔要满足 300kHz 的整数倍，即 N*300kHz。对于 intra-band 非连续载波聚合，改间隔为一个或多个 GAP（s ） 。3. 3GPP 关于载波聚合的定义3GPP 关于载波聚合从 R10 到 R12 的定义过程：P R10 定义了 bands 1（ FDD）和 band 40（TDD ）的 intra-band 连续
3、载波，分别命名为CA_1C 和 CA_40C。同时还定义了 band1 和 band5 的 inter-band 载波聚合，命名为 CA_1A-5A。3GPP R11 定义了更多 CA 配置，如下图：3GPP R12 包含了 TDD 和 FDD 的载波聚合，同时还定义了支持上行 2CC 和下行 3CC 载波聚合等等。4. 连续 CA 带宽等级和保护带宽对于频段内续载波聚合，CA 带宽等级根据其支持的 CC 数量和物理资源块（Physical Resource Blocks，PRBs）的数量来定义。CA 带宽等级表示最大 ATBC 和最大 CC 数量。ATBC，即 Aggregated Tran
4、smission Bandwidth Configuration，指聚合的 PRB 总数量。保护带宽（Guard bands）专门定义于连续 CA，指连续 CC 之间需要有一定的保护带宽。下表列出了 CA 带宽等级和相应保护带宽：另外，对于带内连续 CA，PCell 和 SCell 频段相同，频点间隔为 300kHz 整数倍，切满足如下公式：明白了上面关于带宽等级的定义，我们就很容易理解载波聚合的命名规则了。比如，以 CA_1C为例，他表示在 band1 上的 intra-band 连续载波聚合，2 个 CC，带宽等级为 C，即最大 200 RBs。对于带宽等级为 C，每 CC 的 RB 分配
5、也可以是不同的组合，不过范围在 100-200 之间。MHz0.30.6BW1BW spacingchel Chanel(2)Chanel(1)Chanel(2)Chanel(1) 5. 带内连续 intra-band（contguous）载波聚合 有两种方案： 一种可能的方案是 F1 和 F2 小区位置相同并且重叠，提供几乎完全相同的覆盖范围。两层都提供重复的覆盖，并在两层都支持移动性。相似的方案是 F1 和 F2 位于拥有相似路径损失配置文件的同意频段上。 另一种方案是 F1 和 F2 位置相同而实现不同的覆盖范围：F2 天线导向至 F1 的小区边界或者 F1 覆盖空洞以便改善覆盖范围和/
6、 或提高小区边缘吞吐量。6. 频段间非连续 当 F1（较低频率）提供广覆盖并且 F2 上的 RRH F2（较高频率）用于改善热点上的吞吐量时，可以考虑射频拉远（RRH）方案。移动性根据 F1 覆盖来执行。F1 和 F2 处于不同频段时考虑类似的方案。 在 HetNet 方案中，有望看到许多小型小区和中继在各种频段上工作。7. PCell/SCell/Serving Cell 概念每个 CC 对应一个独立的 Cell。配置了 CA 的 UE 与一个 PCell 和最多 4 个 SCell 相连。某 UE 的 PCell和所有 SCell 组成了改 UE 的 Serving Cell 集合。Ser
7、ving 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（Connection Establishment）时确定的；SCell 是在初始安全激活流程（Initial Security Activation Procedure）之后，通过 RRC 连接重配置消息（RRC Connetion Reconfiguration）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
8、 UE 的 Secondary Cell 索引是通过UE 特定的 RRC 信令发给 UE 的。某个 UE 聚合的 CC 通常来自同一个 eNodeB 且这些 CC 都是同步的。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。PCell 是 UE 与之通信的主要小区，被定义为用来传输 RRC 信令的小区，或者相当于存在物理上行控制信道（PUCCH）的小区，这个信道在一个指定的 UE 中只能有一个。一个 PCell 始终在 RRC_CONNECTED 模式中处
9、于激活状态，同时可能有一个或者多个 SCell 处于激活状态。其他的 SCells 仅可在连接建立后配置为 CONNECTED 模式，以提供额外的无线资源。所有 PCell 和 SCell 统称为服务小区。PCell 和 SCell 以此为基础的分量载波为别为主分量载波（PCC）和辅助分量载波（SCC） 。 一个 PCell 配有一个 PDCCH 和一个 PUCCH。（1） 测量和移动性过程基于 PCell（2） 随即接入过程在 PCell 上进行（3） PCell 不可被去激活 一个 SCell 可能配有一个 PDCCH，也可能不，具体取决于 UE 功能。SCell 绝对没用 PUCCH。S
10、Cell 支持以 MAC 层为基础的激活/去激活过程，以便 UE 节省电池电量简单的做个比较：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）以及以及有多少货物要发（负载）等告诉接收端要在那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子机的能力，比如能不能同时从多条干道上接收货物，在没跳干道上一次能接收多少货物等（UE Capability） 。发货端（eNodeB）才好按照对端的能力调度发货，否则接收端（UE）处理不过来也
11、是白费！（这里只是以下行为例，UE 也可能未发货端） 。因为不同的干道还可能运输另一批货物（其他 UE 的数据） ，不同货物需要区分开，所以再不同的干道上传输的同一批货物（属于同一个 UE）有一个相同的标记（C-RNTI） 。8. 跨载波调度跨载波调度是 R10 中为 UE 引入的可选功能，它可以再 UE 能力传输中通过 RRC 激活。此功能的目的是减少使用了大型小区、小型小区和中继的异构网络（HetNet）方案中对载波聚合的干扰。跨载波调度仅用于没有 PDCCH 的 SCell 上调度资源。负责在跨载波调度上下文中提供调度信息的载波通过下行控制信息（DCI）中的载波指示符字段（CIF）指明。
12、此调度也支持 HetNet 和不对称配置。9. 激活与去激活为了更好地管理配置了 CA 的 UE 的电池消耗，LTE 提供了 SCell 的激活 /去激活机制（不支持 PCell 的激活/ 去激活） 。当 SCell 激活时，UE 在该 CC 内：（1） 发送 SRS；（2） 上报 CQI/PMI/RI/PTI;（3） 检测用于该 SCell 和在该 SCell 上传输的 PDCCH。 当 SCell 去激活时，UE 在该 CC 内（1） 不发送 SRS；（2） .不上报 CQI/PMI/RI/PTI;（3） 不检测用于该 SCell 和在该 SCell 上传输的 PDCCH;（4） 不传输上
13、行数据（包含 pending 的重传数据）;（5） 可以用于 path-loss reference for measurements for uplink power control，但是测量的频率降低，一遍降低功率消耗。重配置消息中不带有 mobility 控制信息时，新添加到 Serving Cell 的 SCell 初始为“Deactivated” ；而原本就在 Serving Cell 集合中的 SCell（未变化或重配置）,不改变他们原有的状态。重配置消息中带有 mobility 控制信息时（例如 handover） ，所有的 SCell 均为“Deactivated” 。UE 的
14、激活/去激活机制基于 MAC Control Element 和 Deactivation Timers 的结合。基于 MAC CE 的 SCell 激活/ 去激活操作是由 eNodeB 控制的，基于 Deactivation Timer 的 SCell 激活/去激活操作由 UE 控制。MAC CE 的格式：LCID 为 11011，见下图：Bit 设置为 1，表示对应的 SCell 被激活；设置为 0，表示对应的 SCell 被去激活。每个 SCell 有一个 Deactivation Timer，但是对应某个 UE 的所用 SCell，Deactivation Timer 是相同的，并通过
15、 sCellDeactivation Timer 字段配置（由 eNodeB 配置） 。该值可以配置为 ”Infinity”,即去使能基于 timer的 Deactivation。当在 Deactivation Timer 指定时间内， UE 没有在某个 CC 上收到数据或者 PDCCH 消息，则对应的 SCell将去激活。这也是 UE 可以自动将某个 SCell 去激活的唯一情况。当 UE 在子帧 n 收到激活命令时，对应的操作将在 n+8 子帧启动。10. SCeel 添加与删除载波聚合新增 SCell 无法在 RRC 建立时立即激活。因此， RRC 连接设置过程中没有针对 SCell 的
16、配置。SCell 通过 RRC 连接重配置过程在服务小区集合中添加和删除。请注意，由于 LTE 间切换视为 RRC 连接重配置，SCell“切换”收到支持。SCell 添加与删除，设计 A4、A2 时事件的具体原理和计算公式。 SCell 添加添加 SCell 的预置条件基站目前仅仅支持统一基站的小区作为 CA 小区，即主辅小区必须属于统一基站。UE 接入或者切入后的服务小区记为 PCell，要将某小区配置为 SCell 需要满足如下条件：（1） UE 的 CA 能力及协议定义的频段组合，支持 PCell 与该小区之间进行 CA。（2） 该小区与 PCell 互为邻区；（3） 该小区与 PCe
17、ll 互为 CA 协同小区。两种 SCell 添加方式：（1） 附着或者切入后基站主动为 UE 添加 SCell；（2） 基站收到添加辅助载波的 A4 报告后为 UE 添加。两种添加方式都需要满足上述配置 SCell 的 3 个预置条件，差别仅在邻区关系，邻区关系在网管可配，若为“同覆盖”或“邻区包含本小区”则基站主动添加，其他邻区关系基站会在初始接入下发针对该邻区所在频点的 A4 测量，UE 上报 A4 报告后，基站配置改邻区为 UE 都 SCell。A4 事件下发信令：添加 SCellRRC 重配置消息配置 SCell： SCell 删除基站在配置某个邻区为 UE 的 SCell 的同时，
18、会下发针对该 SCell 的 A2 事件，用来监控 SCell 的信号质量，当 SCell 的信号质量小于 A2 事件的门限，UE 上报 A2 小区，基站通过 RRC 重配置通知 UE 删除该 SCell。A2 事件下发删除 SCell11. 切换R10 引入了一个新的测量事件：事件 A6。当相邻小区的强度比 SCell 强一个偏移量时，便会发生事件 A6。对于频带内 SCell，此事件没那么有用，因为 PCell 和 SCell 的强度通常极为相似。然而，对于频段间服务小区，相邻 PCell 的强度可能会与服务 SCell 的打不相同。根据网络状况（如何流量负载分布） ，切换至事件 A6 表示的系群殴可能会很有利。基站在配置某个邻区为 UE 的 SCell 的同时，如果这个 SCell 有同频邻区，且该邻区与PCell 为邻区（非同覆盖关系） 、CA 协同小区，基站会下发用于 SCell 更新的 A6 事件，当邻区信号质量减去 SCell 信号质量大于 A6 门限，UE 上报 A6，基站通过 RRC 重配通知 UE 删除原 SCell 并添加测量报告中质量更好的邻区为 SCell。A6 事件下发：更新 SCellRRC 重配消息携带删除原辅小区、增加新辅小区的配置：
