载波聚合知识点省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx

载波聚合知识点介绍第1页2载波聚合定义 载波聚合是LTE-A一个关键特征，3GPP在Release 10（TR 36.913）阶段引入了载波聚合，经过将多个连续或非连续载波聚合成更大带宽（最大100MHz），以满足3GPP要求。3GPP Release 10（TS 36.300）对于LTE-Advanced载波聚合，有以下标准：CA UE最多能够聚合（发送/接收）5个分量载波，每载波最大20MHz。CA UE支持非对称载波聚合，即下行链路和上行链路聚合分量载波数目能够不一样，不过上行分量载波数不能大于下行。每个CC（Component Carrier）即分量载波帧结构与3GPP Release 8相同，实现向下兼容。基于3GPP Release 10，当前允许聚合载波是与R8/9兼容载波，亦即R8/9终端能够在其中一个载波上发送/接收数据。载波聚合是LTE-A一个关键特征，经过将同频带和不一样频带“子”载波聚合，从而为用户成倍提升峰值速率。第2页3载波聚合定义CA载波聚合方案未打开载波聚合与打开载波聚合功效对比：未打开载波聚合功效前，一个终端只能同时接入某一个载波，在该载波上进行上下行数据传输，传输速率受到单载波带宽约束。打开载波聚合功效后，支持载波聚合终端能够同时接入两个载波，并同时在两个载波上进行上下行数据传输，使数据传输速率大大提升。依据聚合载波所在频带，载波聚合能够分为：Intra-band CA将同频带内两个载波聚合，使一个用户在同频带两个载波进行下行数据传输。同频带内载波聚合分为连续和非连续载波聚合。Inter-band CA将不一样频带两个载波聚合，使一个用户在不一样频带两个载波进行下行数据传输。第3页4载波聚合功效增益载波聚合功效增益以下：资源利用率最大化：经过载波聚合，CA UE能够同时利用两载波上空闲RB（Resource Block），以实现资源利用率最大化，防止整体资源利用率浪费。有效利用离散频谱：经过载波聚合，运行商一些离散频谱（尤其是Refarming之后）能够得到充分利用。更加好用户体验：经过下行载波聚合，CA UE相对非CA UE下行峰值速率能够提升100%。在实际商用网多用户场景下，CA UE激活SCell（Secondary Cell）后能够更加好利用空闲资源，提升整网非满负载时CA UE吞吐量，给用户带来更加好体验。第4页5载波聚合经典布署场景场景1：共站同覆盖场景2：共站不一样覆盖场景3：共站补盲F1 和F2 共站并覆盖区域重合，而且F1和F2提供近似相同覆盖。F1和F2都提供对移动性支持。可能场景是F1 和F2在相同频段内，比如1900MHz等。对于F1和F2小区覆盖重合区域能够进行载波聚合。F1 和F2 共站并覆盖区域重合，但因为较大路径损耗F2覆盖区域较小。只有F1提供足够覆盖，F2用来提升吞吐量。移动性基于F1覆盖。可能场景是F1 和F2在不一样频段，比如F1=1900 MHz,2 GHz and F2=2.6 GHz等。对于F1和F2小区覆盖重合区域能够进行载波聚合。F1 和F2 共站，不过F2天线指向F1覆盖边界来提供小区边缘吞吐量。F1提供足够覆盖，但F2因为较大路径损耗可能会有覆盖盲区。移动性基于F1覆盖。可能场景是F1 和F2在不一样频段，比如F1=1900 MHz,2 GHz and F2=2.6 GHz。同一个基站F1和F2小区在覆盖重合区域能够进行载波聚合。第5页6载波聚合经典布署场景场景4：共站不一样覆盖+RRH场景5：共站不一样覆盖+直放站F1提供宏小区覆盖，F2为RRH用来提升热点区域吞吐量。移动性基于F1覆盖。可能场景是F1 和F2在不一样频段，比如F1=1900 MHz,2 GHz and F2=2.6 GHz。对于F2 RRH小区覆盖内能够进行载波聚合。该场景和场景2相同，频率选择性直放站用来提供额外覆盖。同一个基站F1和F2小区在覆盖重合区域能够进行载波聚合。备注：F1、F2指载波频率1、载波频率2。当前协议明确要求CA经典场景中，两个不一样频率载波是在同一个eNodeB内，即intra-eNodeB。场景3组网方式对于移动性管理、准入拥塞控制、负载平衡、载波管理等特征带来更高算法复杂度，而且S3场景将使天馈系统大大复杂，未见显著增益。场景4、5是HetNet应用场景。第6页7协议栈架构载波聚合下协议栈架构有以下特点：每个无线承载只有一个PDCP和RLC实体，RLC层上看不到物理层有多少个分量载波。各个分量载波上MAC层数据面独立调度。每个分量载波有各自独立传输信道，每TTI一个TB（Transport Block）以及独立HARQ实体和重传进程。第7页8载波聚合特征对于网元要求名称对对网元要求网元要求EPC在双流场景下（MIMO 2x2），关键网需要能够支持单用户下行峰值速率224Mbps。eNodeBeNodeB要能够支持一个独立RLC实体、每载波各自独立MAC实体、以及LBBP板间通信。RRU依据3GPP 36.104 6.5.3要求：intra-band CA(contiguous)两频点采取不一样RRU，同时时延需在130ns以下；intra-band CA(non-contiguous)两频点采取不一样RRU/RFU，同时时延需在260ns以下；inter-band CA两频点采取不一样RRU/RFU，同时时延需在1.3us以下。依据3GPP 36.808 5.7要求，intra-band CA(contiguous)中心频点间隔要满足300khz整数倍：连续20MHz+20MHz，中心频点间隔为19.8MHz；20MHz+10MHz，中心频点间隔为14.4MHz。UE需要UE支持CA功效，以及相关频段及带宽组合。3GPP TS 36.306 要求，假如UE支持CA，需要上报“supportedBandCombination”，eNodeB依据UE支持频段及带宽组合进行载波聚合。第8页9主副载波和中心频点配置标准新扩容或翻频载波，需继续优化现网已存在优化时间较长载波做为锚点主副载波配置提议：D+D载波聚合：配置优化较为成熟载波为主载波，保障整体性能最优。F+D载波聚合：现网为了增加D频段话务吸收能力，配置D频段载波做为主载波有利于CA占比，即速率提升。3GPP标准TS 36.104要求：带宽内连续两载波中心频点间隔要求满足300kHz整数倍：中心频点配置标准连续20MHz+20MHz，中心频点间隔为19.8MHz；20MHz+10MHz，中心频点间隔为14.4MHz；20MHz+15MHz，中心频点间隔为17.1MHz。第9页10载波管理CA UE共有三种状态：SCell配置未激活、SCell配置并激活、SCell未配置。说明：Pcell和Scell是针对CA用户用户级概念，用户初始接入载波就是该CA用户Pcell，假如测量小区集中另一个小区满足A4事件，为该CA用户配置Scell。当CA UE上报 SCellCarrAggrA4ThdRsrp，经过 RRC Connection Reconfiguration 将其配置为该CA UESCell。当CA UE上报SCellCarrAggrA2ThdRsrp，经过 RRC Connection Reconfiguration 将该CAUESCell删除。假如打开载波管理开关CarrierMgtSwitch，在CA UE数据量不大情况下能够去激活SCell从而节约UE在SCell盲检、收发数据能耗，以及上行CSI反馈。当CA UE数据量大于一定门限时，则能够快速激活SCell，以提升CA UE数据量吞吐能力。第10页11CA UE 业务量触发SCell 激活和去激活CA UE 业务量触发SCell 激活当CA UE已配置SCell但未激活，满足以下条件：lRLC缓存数据量 max(RLC出口速率*ActiveBufferDelayThd,ActiveBufferLenThd)l而且RLC 首包时延 ActiveBufferDelayThdeNodeB将下发MAC CE，快速激活该CA UESCell：l假如是GBR承载（此时业务已经在PCell（Primary Cell）上建立了），此时先判决该GBR业务满意率是否满足，假如满足就不激活；假如不满足则尝试激活。l假如是non GBR承载，需要判决当前是否已经到达了UEAMBR，若已到达就不激活，不然激活该SCell。为了保持eNodeB和UE侧能够同时，在UE正确接收到MAC层激活信令之后第x个子帧(n为下发MAC信令时子帧号，n+x子帧为真正激活时间)上，eNodeB和UE同时激活；这个x由物理层协议来确定（x为8）。CA UE 业务量触发Scell 去激活当CA UE每个承载都满足：lRLC出口速率 DeactiveThroughputThdl而且 RLC缓存 DeactiveBufferLenThdeNodeB将下发MAC CE，去激活该CA UESCell。第11页12载波聚合下连接管理载波聚合场景下连接管理特点：CA配置后，UE和网络之间只有一条RRC连接，每个UE只分配一个C-RNTI。lCA UE在小区内发起RRC连接建立成功后，该小区就作为PCell(Primary Cell)，并提供NAS层消息，PCell对应CC叫作PCC(Primary Component Carrier)。lRRC负责将SCell配置给UE。SCell对应CC叫作SCC（Secondary Component Carrier）。lDL SCC 数量必须要大于等于UL SCC。lPUCCH（Physical Uplink Control Channel）只在PCell上承载L1上行控制信息，以下行数据ACK/NACK、调度请求以及周期性CSI信息。其它信道均独立存在于各载波中。lSCell能够去激活，PCell不能。lPCell出现RLF（Radio Link Failure），需要触发RRC Reestablishment。lPCell变更需要采取切换流程。lSCell去激活、删除只能由eNodeB控制。第12页13SCell建立流程主要包含两个步骤：1.CA UE在驻留小区发起RRC连接流程，当建完SRB2和DRB后，eNodeB依据CA UE上报“是否需要开启Gap做测量”能力来判决是否要配置测量Gap。l假如CA UE需要开启Gap，则eNodeB配置测量Gap并下发测量控制（本eNodeB内另一个频点频点信息、频率偏置、测量带宽、测量参数等）。l假如CA UE不需要开启Gap，则eNodeB跳过测量Gap配置，直接下发测量控制。2.当CA UE上报A4事件（用于CAA4事件参数取值能够与异频切换A4事件参数取值不一样）后，eNodeB将检测UE上报满足A4测量条件小区，假如有同一小区集内，就下发RRC Reconfiguration Request消息给UE，将其配置为该CA UESCell。当 eNodeB在 SCell上 收 到 UE上 报 A2事 件，eNodeB在 PCell上 直 接 下 发 RRC Reconfiguration信令将其删除。则该CA UE回退到单载波状态。其它上行失步检测、上行无线链路检测、RRC连接重建、无线承载管理等都与原流程相同。载波聚合场景下连接管理特殊流程第13页14载波聚合下移动性管理由RRC连接管理可知，当PCell要变更时，需要走切换流程。而SCell删除时，只需经过RRC Reconfiguration即可。载波聚合下测量控制在载波聚合场景中，eNodeB在PCell上下发测量控制相对连接管理中测量控制，A2/A4事件门限值能够配成不一样。普通情况下，A4门限略高于异频切换中A4取值，以确保不会在异频邻区覆盖较差区域配置CA。载波聚合下移动性管理主要场景l当CA UE在PCell上报A3事件（同频/异频邻区质量高于服务小区质量），此时PCell下发RRC Connection Reconfiguration message信令，删除该UE当前SCell。然后，执行同频切换流程。假如新接入目标小区也是可聚合小区，那么eNodeB在UE完成RRC连接建立后重新下发测量控制。假如UE上报A4且是该小区集内，eNodeB将其配置为该UESCell。l当CA UE在PCell上报A2事件，此时PCell下发测量控制触发异频测量。UE上报A4事件后，PCell进行异频切换（不论目标小区是否是小区集内），亦即可能会出现PCell向SCell做异频切换情况。第14页15系统容量影响lRRC连接用户数一个支持载波聚合终端配置了SCell后，那么该终端在PCell和SCell中各算一个RRC连接用户。极限场景下，假如网络中全部终端都支持载波聚合，那么整网实际可接入物理终端数量降低二分之一。为了确保能让更多终端接入网络，当小区或基带板RRC连接用户数到达极限时，准入与拥塞控制算法会优先释放掉本小区内做SCellCA UE。lPUCCH开销因为辅载波上行ACK/NACK、周期性CQI都在PCellPUCCH上反馈，PCellPUCCH开销翻倍，所以PCell上需要将更多RB配置成PUCCH。l整网总吞吐量CA特征本身不会给网络带来容量改变。但当整网资源未全部占用时，打开载波聚合特征后，能够提升整网资源利用率，总吞吐量能够有效提升。lCA UE速率当整网资源未全部占用时，打开载波聚合特征后，CA UE速率能够有一定提升。当整网资源全部占用时，CA UE速率与调度策略、位置相关（满负载情况下若CA UE处于小区边缘，激活SCell后可能会降低SCell总吞吐率；反之，若CA UE处于小区近中点，激活SCell后就可能提升SCell总吞吐率）。lPRB利用率在商用网络中，业务类型以Burst为主，极少出现两载波上PRB资源同时用满情况。打开CA特征后，经过载波管理及灵活调度，能够有效利用网络中空闲资源，整网PRB利用率有所提升。第15页16F+D CA需共框建设原因第16页谢谢！第17页