td-lte网络载波聚合技术应用研究

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1、TD-LTE网络载波聚合技术应用研宄中国移动通信集团广东有限公司东莞分公司523129摘要：今天的中国己迈入了移动互联的新时代，各大运营商之间激烈的竞争聚焦在了4G网络的向下演进上，作为LTE-A的核心技术，CA(CarrierAggregation,载波聚合)是网络提速的神兵利器。因此，现网中对CA技术应用的深入研究，有助于释放技术效能，提高用户感知与网络吞吐量。关键词：TD-LTE；载波聚合；技术应用引言随着移动通信的发展，用户对数据业务速率的要求越来越高，载波聚合(CA，CarrierAggreg

2、ation)成为移动通信运营商面向未来的必然选择。对于同时拥有TDD和FDD频谱资源的运营商，TDD-FDD的载波聚合技术使TDD频谱和FDD频谱结合起来，提供更高的峰值速率和更大的跨网络应用覆盖，并确保频谱的有效利用，满足TDD-FDD融合组网的覆盖和容量需求，帮助运营商以TDD的成木效益部署配合FDD网络。一、载波聚合技术的引入1.载波聚合技术的引入多载波应用是随着无线网络技术进步以及用户对网络容量的需求而产生的，最初的UMTS部署主要重视广覆盖，因此单载波容量即可满足用户需求。但是随着用户的快速增

3、长以及多种多样数据业务需求的爆发，为了提高载波负荷均衡的管理效率，3GPPR8中引入了“相邻载波双小区HSDPA操作”的功能，即联合载波资源分配的理念，其主要优点是通过载波间的负荷均衡降低存在未用资源的概率，实现了更好的资源利用及频谱效率。推出HSPA+后，在3GPPR10的LTE-A中引入了载波聚合技术。载波聚合即把零碎的LTE频段合并成一个虚拟的更宽的频段，以提高数据速率。如图1所示，从载波组合方式上，载波聚合可以分为频带内连续载波聚合(Intra-BandContiguous)、频带内非连续载波聚

4、合(Intra-BandNon-contiguous)和频带间非连续载波聚合(Inter-BandNon-contiguous)3类，TDD-FDD载波聚合属于频段间载波聚合。载波聚合的总体目标是通过以下方式提供小区间更好且一致的用户体验，具体如下：(1)结合不同频率下可用的峰值容量和吞吐量性能，将峰值数据速率和吞吐量最大化。(2)减轻分散在不同频段非连续载波的低效因素，改善移动性。(3)跨频率和系统的负载平衡，向用户提供更好且更一致的QoS。在一个频段遇到阻塞的用户可以无缝调度，以访问在另一个频率或系

5、统下可用的未用容量。(4)智能资源调配实现干扰管理。另一方面，它向运营商提供了一种低成本的解决方案，以增加其现奋网络的吞吐量和容量，只需对己经使用多个频率的站点进行少量软件升级即可。二、载波聚合分类(1)Intra-bandCA：将冋频带内的多个载波聚合，使一个用户在冋频带的多个载波进行上下行数据传输。冋频带内的载波聚合分为连续和非连续的载波聚合，如图2中场景A与场景B所示。(2)Inter-bandCA：将不冋频带的多个载波聚合，使一个用户在不冋频带的多个载波进行下行数据传输。如图2中场景C所示：三、

6、载波聚合技术原理1.疲用场景CA的主要应用场景如图3所示，协议R10版本支持SI、S2、S3(FlexCA灵活的载波聚合小区选择)3种场景，对于S4和S5场景，需要考虑多个CC的TA冋步问题，在R11版本支持。2.协议原理载波聚合实现架构如图4所示，载波聚合只在MAC层及以下可见，而MAC层之上看不见载波聚合。♦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层的数据面独立调度。♦每个分量载波有各自独立的俾输信道，每TTI一个TB(Transpor

7、tBlock)以及独立的HARQ实体和重传进程。四、载波聚合价值(1)用户体验及品牌效应单用户多载波直接带来速率的翻倍。(2)小区吞吐量提升因为CA的聚合，实现了多小区联合调度，基站的频率选择性调度可以有更大的灵活性，从而采用更高的编码方式，提升小区的平均吞吐量。根据仿真结果，小区提升小区平均吞吐量5.6%，提升边缘用户吞吐量15.3%。(3)边缘用户速率提升♦两个载波同吋给用户发数据，即便频谱率效率不变，速率直接翻倍。♦基站的频率选择性增益，提成单小区对用户的发送速率。(4)突发业务快速响应MBB的B

8、urst突发业务通过CA宽管道带来瞬吋容量增益100%及业务响应吋延缩短。(5)毫秒级的负载均衡CA用户同吋驻留在2个载波上，每个TTI上调度的数据量都可变化，天然实现了TTI级的负载均衡，效率更高，节省信令，对业务的影响完全不可见。1.频段内载波聚合通过相同band频段内多个连续或非连续的载波聚合增加带宽，从而满足LTE-A系统的带宽需求，提高频谱碎片利用率。载波聚合后，上层数据流在MAC层映射到各个载波。在每个TTI中，基站在每个载波构