淺析載波聚合技術及其應用

黃偉程 王建鋒

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淺析載波聚合技術及其應用

黃偉程 王建鋒

華信咨詢設計研究院有限公司，浙江 杭州 310014

主要研究的是載波聚合技術，從技術原理和實際應用兩個維度來說明載波聚合技術目前的研究方向，網絡應用，并提出了網絡實施建議，對工程建設具有較強的指導意義。

載波聚合；異頻互助；合路。

1 技術原理

隨著4G LTE技術的不斷普及和演化，各種新鮮的名詞也不斷走入人們的視野，比如載波聚合（Carrier Aggregation）。

1.1 概況

LTE載波聚合是一項重要的新技術，具備在頻段內及跨頻段整合無線信道的基本特性，用以提升用戶的數據傳輸速率，并減少延遲。雖然目前的LTE移動終端能夠支持多個LTE射頻信道，但每次只能通過一個信道進行下載；而LTE載波聚合可以實現(xiàn)同時在兩個或多個LTE射頻信道上的下載，有助于充分利用芯片組的額定LTE數據速率組。[1]

1.2 CA終端的RRC連接態(tài)和空閑態(tài)管理

工作于多載波聚合下的CA終端始終只有一個RRC連接，由主小區(qū)維護，主小區(qū)載波稱為該CA終端的主載波，其他被聚合的載波稱為該CA終端的輔載波，對應小區(qū)稱為輔小區(qū)。具體說來，CA具有如下特點：

（1）目前系統(tǒng)實現(xiàn)只能將CA終端發(fā)起RRC連接請求的小區(qū)作為主小區(qū)，即CA終端空閑態(tài)駐留的小區(qū)，在CA終端RRC建立后將被系統(tǒng)默認配置為主小區(qū)。

（2）主小區(qū)負責對CA終端進行多載波管理，包括在RRC層增加/刪除輔載波、MAC層激活/去激活輔載波和CA切換。

（3）上行PUCCH僅在主小區(qū)中進行傳輸。

（4）只有主小區(qū)發(fā)生無線鏈路失敗，才會發(fā)起無線鏈路重建。

（5）主小區(qū)只能通過切換的方式變更。

1.3 CA多載波管理

CA終端的多載波狀態(tài)是由系統(tǒng)控制的。系統(tǒng)可以通過RRC信令改變CA終端的輔載波配置，增加輔載波或刪除輔載波。RRC層配置增加輔載波后，系統(tǒng)還可以通過MAC層指示，激活或去激活CA終端的輔載波。

1.3.1 增加和刪除輔載波

增加輔載波有兩種實現(xiàn)方式：盲增加輔載波和基于測量增加輔載波。

如果采用盲增加輔載波的方式，當CA終端在主載波完成RRC連接建立后，系統(tǒng)不需測量輔載波的信號強度，直接通過下發(fā)RRC重配置消息將配置聚合關系的其他載波添加為輔載波。盲增加輔載波可能會增加信號強度不滿足基本要求的輔載波，導致輔載波鏈路質量差，利用效率低。

如果采用基于測量增加輔載波的方式，當CA終端在主載波完成RRC連接建立后，系統(tǒng)通過RRC重配消息下發(fā)增加輔載波的A4事件門限，當CA終端測量到某個載波信號高于A4門限并上報A4事件后，系統(tǒng)再通過RRC重配消息該載波增加為輔載波?；跍y量增加輔載波較為可靠，適合所有場景。

1.3.2 激活和去激活輔載波

激活和去激活輔載波機制的引入，使得CA終端可不監(jiān)聽去激活輔載波的PDCCH，在一定程度上利于CA終端省電，可以快速相應業(yè)務對多載波傳輸的需求，提高調度效率。

1.3.3 CA切換

系統(tǒng)根據CA終端上報主載波的RSRP/RSRQ進行切換管理，切換方式分為兩種：帶輔載波切換和不帶輔載波切換。

2 載波聚合的應用方案

以某運營商為例?，F(xiàn)網是1.8G頻段，第二載波是2.1G頻段。

一般來說，考慮室內外新建一個站點，在資源富裕的情況下，比如有獨立的天面空間，有獨立的機房等情況下，可以直接采用新建方案。即室外新建雙頻微基站，單模塊支持1.8G+2.1G頻段，實現(xiàn)載波聚合功能，并且天面采用最簡單的方案即可完成。同樣的，室內可以采用定制的雙頻微基站來予以實現(xiàn)。

在資源不富裕的情況下，我們把現(xiàn)網天饋情況分成2T4R和2T2R來討論。

現(xiàn)網2T4R改造優(yōu)選方案：異頻互助模塊方案實現(xiàn)載波聚合功能。如下圖所示，可選方式一：新建2.1G異頻互助模塊，1.8G網絡實現(xiàn)4R，2.1G網絡實現(xiàn)2R。這種方式優(yōu)點是保證1.8G網絡性能不變，工程實施比較簡單；缺點是2.1G網絡采用2R，覆蓋不如4R?？蛇x方式二是1.8G和2.1G網絡都新建異頻互助模塊，實現(xiàn)雙4R網絡。這樣實施，優(yōu)點是網絡性能好，缺點是現(xiàn)網1.8G模塊要替換，工程量大。

現(xiàn)網 方案一 方案二

現(xiàn)網2T2R改造優(yōu)選方案：合路或更換天面或增天面，互助方案實現(xiàn)覆蓋增強。其中，應用異頻互助模塊實現(xiàn)方式與2T4R改造方案一致，在此不做贅述。

現(xiàn)網 合路 更換天面 新增天面

而通過合路或更換天面或增天面的方案，對RRU模塊要求低，但合路將降低原有1.8G網絡覆蓋或增加天面。

綜上所述，在1.8G作為主載波，基礎覆蓋層，建議性能要保持不變，并且盡量減少合路方案。

3 結束語

載波聚合直接擴展了終端的工作頻譜帶寬，帶來用戶體驗速率的城北提升，同時也具有一定的統(tǒng)計復用增益。根據運營商可用頻率情況，可盡量將多頻段載波聚合，有效提高網絡競爭力和系統(tǒng)工作效率。

[1]達爾曼.4G移動通信技術權威指南[M].北京人民郵電出版社,2012.

Analysis of the carrier aggregation technology and application

Huang Weicheng，Wang Jianfeng

Huaxin Consulting and Design Co.，Ltd.，Zhejiang Hangzhou 310014

This article studies the carrier from two dimensions of technology principle and practical application to illustrate the research direction of carrier aggregation technology at present，network applications，and network implementation suggestion，has strong guiding significance in engineering construction.

Carrier aggregation；Pilot frequency of mutual；Combiner

TN929.5

A

1009-6434（2016）11-0117-02

黃偉程，男，華信咨詢設計研究院高級工程師，負責多期GSM工程和CDMA工程的無線網絡規(guī)劃、工程設計和網絡評估工作。王建鋒，男，華信咨詢設計研究院高級工程師，現(xiàn)從事通信網絡的規(guī)劃咨詢、工程設計工作。