本文轉自：https://blog.csdn.net/txgc1009/article/details/46467255

載波聚合（Carrier Aggregation）

首先介紹幾個基本概念

Primary Cell（PCell）：主小區是工作在主頻帶上的小區。UE在該小區進行初始連線建立過程，或開始連線重建立過程。在切換過程中該小區被指示為主小區（見36.331的3.1節）

Secondary Cell（SCell）：輔小區是工作在輔頻帶上的小區。一旦RRC連線建立，輔小區就可能被配置以提供額外的無線資源（見36.331的3.1節）

Serving Cell：處於RRC_CONNECTED態的UE，如果沒有配置CA，則只有一個Serving Cell，即PCell；如果配置了CA，則Serving Cell集合是由PCell和SCell組成（見36.331的3.1節）

CC：Component Carrier；載波單元

DL PCC ：Downlink  Primary  Component Carrier；下行主載波單元

UL PCC ：Uplink  Primary  Component Carrier；上行主載波單元

DL SCC ：Downlink  Secondary Component Carrier；下行輔載波單元

UL SCC ：Uplink  Secondary Component Carrier；上行輔載波單元

 

 
一. 簡介

為了滿足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的傳輸頻寬，但由於這麼大頻寬的連續頻譜的稀缺，LTE-A提出了載波聚合的解決方案。

載波聚合（Carrier Aggregation, CA）是將2個或更多的載波單元（Component Carrier, CC）聚合在一起以支援更大的傳輸頻寬（最大為100MHz）。

每個CC的最大頻寬為20 MHz。

為了高效地利用零碎的頻譜，CA支援不同CC之間的聚合（如圖1）

·         相同或不同頻寬的CCs

·         同一頻帶內，鄰接或非鄰接的CCs

·         不同頻帶內的CCs

LTE之載波聚合（一）：簡介

圖1：載波聚合

      從基帶(baseband)實現角度來看，這幾種情況是沒有區別的。這主要影響RF實現的複雜性。

      CA的另一個動力來自與對異構網路（heterogeneous network）的支援。後續會在跨承載排程(cross-carrier scheduling)中對異構網路進行介紹。

      Rel-10中的所有CC都是後向相容的（backward-compatible），即同時支援Rel-8的UE。

    R10版本UE支援CA，能夠同時傳送和接收來自多個CC（對應多個serving cell）的資料
    R8版本UE只支援在一個serving cell內，從一個CC接收資料以及在一個CC傳送資料


    簡單地做個比較：原本只能在一條大道（cell或cc）上運輸的某批貨物（某UE的資料），現在通過CA能夠在多條大道上同時運輸。這樣，某個時刻可以運輸的貨物量（throughput）就得到了明顯提升。每條大道的路況可能不同（頻點、頻寬等），路況好的就多運點，路況差的就少運點。

二.  PCell / SCell / Serving Cell / CC

      每個CC對應一個獨立的Cell。配置了CA的UE與1個PCell和至多4個SCell相連（見36.331的6.4節的maxSCell-r10）。某UE的PCell和所有SCell組成了該UE的Serving Cell集合（至多5個，見36.331的6.4節的maxServCell-r10）。Serving Cell可指代PCell也可以指代SCell。

      PCell是UE初始接入時的cell，負責與UE之間的RRC通訊。SCell是在RRC重配置時新增的，用於提供額外的無線資源。

      PCell是在連線建立（connection establishment）時確定的；SCell是在初始安全啟用流程（initial security activation procedure）之後，通過RRC連線重配置訊息RRCConnectionReconfiguration新增/修改/釋放的。

      每個CC都有一個對應的索引，primary CC索引固定為0，而每個UE的secondary CC索引是通過UE特定的RRC信令發給UE的（見36.331的6.2.2節的sCellIndex-r10）。

      某個UE聚合的CC通常來自同一個eNodeB且這些CC是同步的。

      當配置了CA的UE在所有的Serving Cell內使用相同的C-RNTI。

      CA是UE級的特性，不同的UE可能有不同的PCell以及Serving Cell集合。

LTE之載波聚合（一）：簡介

圖2：CA配置舉例（“P”代表PCC）

      與非CA的場景類似，通過SystemInformationBlockType2的ul-CarrierFreq和ul-Bandwidth欄位，可以指定下行primary carrier對應的上行primary carrier（僅FDD需配置該欄位）。這樣做的目的是無需明確指定，就知道通過下行傳輸的某個UL grant與哪個一上行CC相關。

      CC的配置需要滿足如下要求：

Ø  DL CCs的個數根據該UE的DL聚合能力來配置

Ø  UL CCs的個數根據該UE的UL聚合能力來配置

Ø  對於某個UE而言，配置的UL CCs數不能大於DL CCs數

Ø  在典型的TDD部署中，UL和DL的CC個數是一樣的，並且不同的CC之間的uplink-downlink configuration也應該是一樣的。但是特殊幀配置（special subframe configuration）可以不同。(見36.211的4.2節)

      CA支援的頻帶見36.101的Table 5.5A-1和Table 5.5A-2。對應RRC訊息中如下欄位：


BandParameters-r10 ::= SEQUENCE {

   bandEUTRA-r10                INTEGER (1..64),

   bandParametersUL-r10         BandParametersUL-r10               OPTIONAL,

   bandParametersDL-r10         BandParametersDL-r10               OPTIONAL

}

 

      每個CC能夠支援的頻寬見36.101的Table 5.6-1。對應RRC訊息RadioResourceConfigCommonSCell-r10的dl-Bandwidth-r10和ul-Bandwidth-r10欄位。

      CA頻寬型別（CA Bandwidth Class）見36.101的Table 5.6A-1。對應RRC訊息中如下欄位：

 

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, ...}

 

      連續的CCs之間的中心頻率間隔必須是300 kHz的整數倍。這是為了相容Rel-8的100 kHz frequency raster，並保證子載波的15 kHz spacing，從而取的最小公倍數（詳見36.300的5.5節）。

LTE之載波聚合（一）：簡介

圖3：不同CC間中心頻率的間隔


    簡單地做個比較：還以上面的運輸做類比，PCell相當於主幹道，主幹道只有一條，不僅運輸貨物，還負責與接收端進行交流，根據接收端的能力（UE Capability）以及有多少貨物要發（負載）等告訴接收端要在哪幾條幹道上收貨以及這些幹道的基本情況等（PCell負責RRC連線）。SCell相當於輔幹道，只負責運輸貨物。

    接收端需要告訴發貨端自己的能力，比如能不能同時從多條幹道接收貨物，在每條幹道上一次能接收多少貨物等（UE Capability）。發貨端（eNodeB）才好按照對端（UE）的能力排程發貨，否則接收端處理不過來也是白費！（這裡只是以下行為例，UE也可能為發貨端）。

    因為不同的幹道還可能運輸另一批貨物（其它UE的資料），不同的貨物需要區分開，所以在不同的幹道上傳輸的同一批貨物（屬於同一個UE）有一個相同的標記（C-RNTI）。