LTE载波聚合

Jamesflying87

首先先容几个基本概念
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Serving Cell，即PCell；如果配置了CA，则ServingCell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  ComponentCarrier；下行主载波单元
UL PCC：Uplink  Primary  ComponentCarrier；上行主载波单元
DL SCC：Downlink  SecondaryComponentCarrier；下行辅载波单元
UL SCC：Uplink  SecondaryComponentCarrier；上行辅载波单元
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）聚合在一起以支撑更大的传输带宽（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支撑不同CC之间的聚合,如下图：

·        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

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HetNet（heterogeneous network）的支撑。后续会在跨承载调度(cross-carrierscheduling)中对异构网络进行先容。

·        Rel-10中的所有CC都是后向兼容的（backward-compatible），即同时支撑Rel-8的UE。

·        R10版本UE支撑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只支撑在一个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。

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（connectionestablishment）时确定的；SCell是在初始安全激活流程（initial securityactivationprocedure）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）。