当前位置:文档之家› LTE载波聚合

LTE载波聚合

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S erving Cell,即PCell;如果配置了CA,则S erving Cell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 Component Carrier;上行主载波单元DL SCC :Downlink Secondary Component Carrier;下行辅载波单元UL SCC :Uplink Secondary Component Carrier;上行辅载波单元一. 简介为了满足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(如图1)·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图1:载波聚合从基带(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(heterogeneous network)的支持。

后续会在跨承载调度(cross-carrier scheduling)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。

二.PCell / SCell / Serving Cell / CC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(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。

图2:CA配置举例(“P”代表PCC)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primary carrier 对应的上行primary carrier(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UL grant与哪个一上行CC相关。

CC的配置需要满足如下要求:Ø DL CCs的个数根据该UE的DL聚合能力来配置Ø UL CCs的个数根据该UE的UL聚合能力来配置Ø 对于某个UE而言,配置的UL CCs数不能大于DL CCs数Ø 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)CA支持的频带见36.101的Table 5.5A-1和Table 5.5A-2。

对应RRC消息中如下字段:BandParameters-r10 ::= SEQUENCE {bandEUTRA-r10 INTEGER (1..64),bandParametersUL-r10 BandParametersUL-r10 OPTIONAL,bandParametersDL-r10 BandParametersDL-r10 OPTIONAL}每个CC能够支持的带宽见36.101的Table 5.6-1。

对应RRC消息RadioResourceConfigCommonSCell-r10的dl-Bandwidth-r10和ul-Bandwidth-r10字段。

CA带宽类型(CA Bandwidth Class)见36.101的Table 5.6A-1。

对应RRC消息中如下字段:CA-MIMO-ParametersDL-r10 ::= SEQUENCE {ca-BandwidthClassDL-r10 CA-BandwidthClass-r10,supportedMIMO-CapabilityDL-r10 MIMO-CapabilityDL-r10 OPTIONAL}CA-BandwidthClass-r10 ::= ENUMERATED {a, b, c, d, e, f, ...}连续的CCs之间的中心频率间隔必须是300 kHz的整数倍。

这是为了兼容Rel-8的100 kHz frequency raster,并保证子载波的15 kHz spacing,从而取的最小公倍数(详见36.300的5.5节)。

图3:不同CC间中心频率的间隔简单地做个比较: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)。

因为不同的干道还可能运输另一批货物(其它UE的数据),不同的货物需要区分开,所以在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)。

三. 跨承载调度(cross-carrier scheduling)在LTE-A中,跨承载调度的主要作用是在异构网络中为PDCCH提供ICIC(Inter-Cell Interference Coordination)支持。

一个典型异构网络场景如下:一个macro cell和一个small cell共享2个下行CC:CC1和CC2。

small cell的2个CC都在低传输功率下工作,macro cell的CC1在高传输功率工作,CC2在低传输功率工作。

macro cell在CC1上的传输对small cell的CC1有很大的干扰。

因此,在small cell上,使用CC2上的PDCCH来跨承载调度传输在CC1上的数据是有好处的。

图4:一个典型的异构网络部署:macro cell和small cell共享2个CCs 这里仅简单的介绍跨承载调度提出的原因,后续会在各个章节中详细介绍跨承载调度对协议的影响。

四. 对下行L1/L2控制信号的影响每个CC有独立的物理层(physical layer),包括控制信令(control signaling)、调度(scheduling)和HARQ重传。

每个CC有一个独立的control region。

每个CC有一个独立的DL-SCH或UL-SCH。

1. PDCCH如果不支持跨承载调度,与Rel-8一样,每个下行CC上的PDCCH携带的信息对应同一个CC的下行资源分配(DCI)或上行资源分配(UCI)。

如果支持跨承载调度,则允许一个CC上的PDCCH调度在另一个CC上传输的资源。

即PDCCH在一个CC上传输,而对应的PDSCH或PUSCH在另一个CC上传输。

图5:非跨承载调度与跨承载调度跨承载调度是通过RRC信令(是否存在crossCarrierSchedulingConfig-r10字段)并基于UE的每个CC配置的(即每个CC可独立地配置是否使能跨承载调度以及在其它哪个CC上调度)。

如果支持跨承载调度,会在PDCCH的起始处插入一个CIF字段,用于指定该PDCCH对应哪个CC。

是否存在CFI字段是通过CrossCarrierSchedulingConfig-r10的cif-Presence-r10字段来控制的。

注意:(1)CIF只存在于UE-specific搜索空间的PDCCH中,公共搜索空间的PDCCH是不存在CIF的。

相关主题