LTE TDD 载波聚合特性介绍
LTE TDD测试介绍及R S解决方案
LTE TDD测试介绍及R&S解决方案在3G之后，各种通信技术将如何演进是业界非常关注的一个焦点，特别是对于TD-SCDMA来说，能否实现向下一代通信技术的平滑演进，决定了TD究竟具有多长时间的生命力，以及我国的自主创新战略究竟能走多远。
2007年11月，3GPPRAN151会议通过了27家公司联署的LTETDD融合帧结构的建议，统一了LTE TDD的两种帧结构。
融合后的LTE TDD帧结构是以TD-SCDMA的帧结构为基础的，这就为TD-SCDMA成功演进到LTE乃至4G标准奠定了基础。
TDD-LTE技术特点LTE系统支持FDD和TDD两种双工方式。
在这两种双工方式下，系统的大部分设计，尤其是高层协议方面是一致的。
另一方面，在系统底层设计，尤其是物理层的设计上，由于FDD和TDD两种双工方式在物理特性上所固有的不同，LTE系统为TDD的工作方式进行了一系列专门的设计，这些设计在一定程度上参考和继承了TD-SCDMA的设计思想，下面我们对这些设计进行简要的描述与讨论。
无线帧结构因为TDD采用时间来区分上、下行，资源在时间上是不连续的，需要保护时间间隔来避免上下行之间的收发干扰，所以LTE分别为FDD和TDD设计了各自的帧结构，即Type1和Type2，其中Type1用于FDD，而Type2用于TDD。
在FDD Type1中，10ms的无线帧分为10个长度为1ms的子帧，每个子帧由两个长度为0.5ms的slot组成。
在TDD Type2中，10ms的无线帧由两个长度为5ms的半帧组成，每个半帧由5个长度为1ms的子帧组成，其中有4个普通的子帧和1个特殊子帧。
普通子帧由两个0.5ms的slot组成，特殊子帧由3个特殊时隙（UpPTS，GP和DwPTS）组成。
在LTE中TDD与FDD帧结构最显著的区别在于：在TDDType2帧结构中存在1ms的特殊子帧，该子帧由三个特殊时隙组成：DwPTS，GP和UpPTS，其含义和功能与TD-SCDMA系统相类似，其中DwPTS始终用于下行发送，UpPTS始终用于上行发送，而GP作为TDD中下行至上行转换的保护时间间隔。
LTE的载波聚合技术CA
L T E的载波聚合技术人们对数据速率的要求越来越高，载波聚合（Carrier Aggregation ，CA) 成为运营商面向未来的必然选择。
什么是载波聚合？简单一点说，就是把零碎的LTE频段合并成一个“虚拟”的更宽的频段，以提高数据速率。
我们先来看看全球CA发展历程。
1）2013年，韩国SK电信首次商用CA，其将800MHZ频段和1.8GHZ频段聚合为一个20MHZ频段，以获得下行峰值速率150Mbps。
LGU+一个月后跟进。
2）2013年11月，英国运营商EE宣布完成inter-band 40 MHz载波聚合，理论速率可达300Mpbs。
3）2013年12月，澳大利亚运营商Optus首次完成在TD-LTE上载波聚合。
紧随其后，日本软银、香港CSL、澳大利亚Telstra等也相继部署或商用载波聚合。
刚开始，载波聚合部署仅限于2载波。
2014年，韩国SK电信、LGU+成功演示了3载波聚合。
随着技术的不断演进，相信未来还有更多CC的载波聚合。
当然还包括TDD和FDD、LTE和WiFi之间的载波聚合。
中国电信在2014年9月成功演示了FDD和TDD的载波聚合，这也是载波聚合路上一个新的里程碑。
为了说清楚载波聚合，我们首先来了解一下LTE的频段分配。
载波聚合的分类载波聚合主要分为intra-band 和inter-band载波聚合，其中intra-band载波聚合又分为连续(contiguous)和非连续(non-contiguous)。
对于intra-band CA (contiguous)中心频点间隔要满足300kHz的整数倍，即Nx300 kHz。
对于intra-band 非连续载波聚合，该间隔为一个或多个GAP（s）。
3GPP关于载波聚合的定义下图是3GPP关于载波聚合从Re-10到Re-12的定义历程。
3GPP Rel-10定义了bands 1 (FDD) 和band 40 (TDD)的intra-band 连续载波，分别命名为CA_1C 和CA_40C。
LTE的载波聚合技术
L T E的载波聚合技术人们对数据速率的要求越来越高，载波聚合（Carrier Aggregation ，CA) 成为运营商面向未来的必然选择。
什么是载波聚合简单一点说，就是把零碎的LTE 频段合并成一个“虚拟”的更宽的频段，以提高数据速率。
我们先来看看全球CA发展历程。
1）2013年，韩国SK电信首次商用CA，其将800MHZ频段和频段聚合为一个20MHZ频段，以获得下行峰值速率150Mbps。
LGU+一个月后跟进。
2）2013年11月，英国运营商EE宣布完成inter-band 40 MHz载波聚合，理论速率可达300Mpbs。
3）2013年12月，澳大利亚运营商Optus首次完成在TD-LTE上载波聚合。
紧随其后，日本软银、香港CSL、澳大利亚Telstra等也相继部署或商用载波聚合。
刚开始，载波聚合部署仅限于2载波。
2014年，韩国SK电信、LGU+成功演示了3载波聚合。
随着技术的不断演进，相信未来还有更多CC的载波聚合。
当然还包括TDD和FDD、LTE和WiFi之间的载波聚合。
中国电信在2014年9月成功演示了FDD和TDD的载波聚合，这也是载波聚合路上一个新的里程碑。
为了说清楚载波聚合，我们首先来了解一下LTE的频段分配。
载波聚合的分类载波聚合主要分为intra-band 和inter-band载波聚合，其中intra-band载波聚合又分为连续(contiguous)和非连续(non-contiguous)。
对于intra-band CA (contiguous)中心频点间隔要满足300kHz的整数倍，即Nx300 kHz。
对于intra-band 非连续载波聚合，该间隔为一个或多个GAP（s）。
3GPP关于载波聚合的定义下图是3GPP关于载波聚合从Re-10到Re-12的定义历程。
3GPP Rel-10定义了bands 1 (FDD) 和band 40 (TDD)的intra-band 连续载波，分别命名为CA_1C 和CA_40C。
LTE-TDD波束赋形
波束赋形波束赋形原理波束赋形的目标是根据系统性能指标，形成对基带（中频）信号的最佳组合或者分配。
具体地说，其主要任务是补偿无线传播过程中由空间损耗、多径效应等因素引入的信号衰落与失真，同时降低同信道用户间的干扰。
因此，首先需要建立系统模型，描述系统中各处的信号，而后才可能根据系统性能要求，将信号的组合或分配表述为一个数学问题，寻求其最优解。
1．系统模型根据应用场合的不同，一般可以将波束赋形算法分为上行链路应用以及下行链路应用。
无论是哪种情况，总可以用一个时变矢量（MIMO）信道来描述用户端与基站端的信号关系，如图2所示。
对于上行链路，多个发射信号实质上是K个用户设备同时发送的信号，基站则使用多个天线单元接收信号，对其进行处理和检测，这时发送端的信号分配仅在各个支路分别进行；对于下行链路，基站仍可能使用多个天线单元向特定用户发射信号，但用户设备使用单天线检测与其有关的信号，这时接收部分降为一维，信号组合也仅对于单路信号进行。
根据图2的系统模型，就可以描述发送端的原始信号与接收端实际接收信号之间的关系，通常根据研究重点的不同，对于原始信号以及实际接收信号的位置会有不同的定义。
对于波束赋形技术，一般其研究的范围从发送端扩谱与调制单元的输出端，到接收端解扩与解调单元的输入端，而研究过程中又常将信号分配单元输出端到信号组合单元输入端之间的部分合并，统称为无线移动信道，由于无线移动通信环境的极度复杂，无法得到其输入输出关系的确切描述，一般采用大量测量和理论研究相结合的方法，使用有限的参数描述该信道。
采用这种方法后，就可以得到受干扰有噪信号与原始信号的关系，并据此在一定程度上恢复信号。
因此，波束赋形的一般过程为：⑴根据系统性能指标（如误码率、误帧率）的要求确定优化准则（代价函数），一般这是权重矢量与一些参数的函数；⑵采用一定的方法获得需要的参数；⑶选用一定的算法求解该优化准则下的最佳解，得到权重矢量的值。
可以发现，由于通信环境复杂，上述过程的每一阶段都可有不同的实现方案，因此产生了大量的波束赋形算法，如何衡量和比较其性能也成为波束赋形技术研究的一个重要方面。
LTETDD技术介绍
LTETDD技术面临不同厂商和地区的技术标准不统一 的问题，需要加强国际合作和标准化工作。
网络安全保障
随着LTETDD技术的应用范围不断扩大，网络安全问 题日益突出，需要加强网络安全防护和监管。
投资与产业发展
LTETDD技术的推广和应用需要大量的资金和产业支 持，需要政府、企业和社会共同推动产业发展。
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技术发展趋势
5G/6G通信技术融合
LTETDD技术将与5G/6G通信技术深度融合，提升数据传输速率 和系统容量。
智能化与自动化
LTETDD技术将与人工智能、机器学习等技术结合，实现网络自适 应和自动化配置。
高效能与低能耗
LTETDD技术将致力于提高能源利用效率和降低能耗，实现绿色可 持续发展。
应用前景展望
应用推广
目前，LTETDD技术已经在全球范 围内得到广泛应用和推广，成为 一种高效、可靠的无线通信技术。
02
LTETDD技术原理
工作原理
1
发射机将信号发送到接收机，通过无线电波传输。
2
接收机接收到信号后，将其转换为电信号，并进 行处理。
3
处理后的信号被传输到目标物体上，实现定位和 导航功能。
关键技术
特点
LTETDD技术具有灵活的频谱配置、 高效的频谱利用率、支持非对称数据 传输等优势，适用于不同场景下的通 信需求。
LTETDD技术的应用领域
移动互联网
工业互联网
LTETDD技术能够提供高速、稳定的 无线宽带接入服务，适用于移动互联 网业务，如视频通话、在线游戏、高 清视频流等。
LTETDD技术能够提供高效、可靠的 无线通信服务，适用于工业互联网领 域，如智能制造、工业自动化等。
华为TD-LTE优化-新特性功能使用指导书
TDD-LTE新特性验证指导手册1概述伴随着智能网络的高速发展，视频产业将迎来新一轮高速发展的机遇。
新特性通过创新中心进行新产品、新技术、新方法的孵化，应用在现网网络基础上提升网络性能，维护“移动TDD-LTE精品网络”品牌质量。
本期专项开展了上行COMP、下行COMP、载波聚合、负载均衡、基于频率优先级切换、控制信道干扰干扰抑制合并、下行频选调度增强、符号关断等八个新特性功能验证。
2新特性验证流程3新特性介绍3.1下行COMP3.1.1特性原理UE位于小区边界区域，能够感受到来自多个小区的信号，DL CoMP技术使得多个小区同时服务终端，或者对来自多个小区的发射信号进行协作以规避彼此间的干扰，从而提升UE的性能。
3.1.2应用场景密集宏小区，扇区间有较大干扰，且小区有一定的负荷。
这样，才能保证：●CoMP OFF时，边缘用户调度时刻对应RB上也概率上碰撞上邻区用户的调度，有碰撞就对边缘用户产生了干扰，造成了性能损失；否则，在小区负荷很轻（5％以下）的场景，边缘用户调度RB位置上也很小概率感受到邻区的干扰，此时做不做干扰协调性能差别不大；●CoMP ON时，通过干扰协同调度策略，使得边缘用户调度RB位置上受到邻区的干扰减少，从而提升边缘用户的体验；硬件要求：3.1.3开通方法3.1.3.1MML命令说明备注：➢DSP eX2 ，如果eX2接口状态信息正常，则表示eX2已生效➢DSP CELLDLCOMPSTATUS，如果小区DL COMP开通状态正常，则表示这个簇的DL COMP 开通成功3.1.3.2开通观察（MML）步骤1 在U2000上执行MML命令LST CELLALGOSWITCH，查看返回信息“下行CoMP算法开关”的输出结果，判断DL CoMP开通是否成功。
如下示例中，输出结果表示基带板内DL CoMP开通成功：下行CoMP算法开关 = 站内DL CoMP开关:开&站间DCS开关:关&站间CBF开关:关步骤2 在U2000上执行MML命令DSP LICINFO：●基带板内CoMP：查看LTE-A引入包（TDD）与基于自适应模式的下行协作多点发送（TDD）对应的实际使用值取值。
TD-LTE载波聚合技术落地方案-中兴
基带板： BPL1，BPN2硬件均支持载波聚合能力；
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目前现网设备支持情况
内部公开▲
以泉州中兴设备为例：
目前全网E频段站点 1247个 ，涉及七种型号RRU，总计11682个，所有RRU均支持载波聚合。 工程改造方面：
TD-LTE载波聚合技术实施方案
D频段20M+D频段20M载波聚合 硬件 如已开通双载波，则直接开启载波聚合，如现网为D频段 S111，需首先扩容至双载波； BBU：1、增加BPL1的方案：每BBU增加一块BPL1基 带板及一块CR0单板，每个RRU跨基带板链接，实现跨 基带板CA；2、增加BPN2的方案：每BBU增加一块 BPN2，实现板内CA ；3、根据容量需求增加CCE1； RRU：支持直接配置双载波，无需额外增加RRU；
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谢谢！
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配合要求-传输带宽/核心网
原则上升级双载波后，传输带宽需要在原单载波场景下 翻倍。以下表格供参考下表：
站型
场景及配置
带宽需求（Mbps）
平均传输速率
60
S111
峰值传输速率
330
平均传输速率
40
S11
室外覆盖
峰值传输速率
LMT/业务机/监控机
(CA+2x2MIMO) 高通9X30
PM
PM
FS5C
SA
CC1
LTE TDD―FDD混合组网中的载波聚合技术word精品文档5页
LTE TDD―FDD混合组网中的载波聚合技术1 引言随着终端等产业链的不断完善，载波聚合全球部署的规模逐渐扩大。
我国自2013年12月向三大运营商颁发TD-LTE牌照以来，4G系统在我国实现了飞跃式发展。
目前FDD LTE系统和TDD LTE系统的混合组网实验已正式启动，TDD-FDD载波聚合作为混合组网的关键技术之一，在未来4G发展中将发挥重要的作用。
2 载波聚合技术概述载波聚合具体所指的就是由大量的LTE载波元素聚合运用所组成的LTE-A系统所采用的频带。
在这里面，终端或许设置为上下行分开聚集不相同数量和带宽的载波单元。
经过聚集五个基本单元可以把系统带宽提升到理论上的最高数字，这样能够达到最终提升体系的数据速率的最大值。
而且因为存在后向兼容、因为协议的改变产生的作用还有操作的繁杂程度等因子。
这种技术在履行自身标准化进程时，要依照下面的规则。
2.1 后向兼容性这种特性在整体体系的演化中很关键，因为其可以使LTE-A在投入商业化运作的初始时期能够充分使用整个体系的资源。
而这种技术也由于在处理载波的流程上尽可能与原有系统相同，这样原有的用户终端就可以经由此顺利接入网络。
后向是否能够兼容对于系统的平滑演变而言具有非常重要的作用，能够使得LTE-A在商商业化运用的初期尽可能的减小它的影响。
2.2 对协议造成最小的影响在可能的范围内使用运用最简便的改变措施，这样能够减少物理层得以实行的难度还有成本。
而从使用者层次来说，多个载波元素被集合起来进行统一的调度。
这是由于其对于PDCP和RLC层必须是透明的。
3 TDD-FDD载波聚合标准化进展载波聚合首次是在3GP P R10中进行导入的。
这个时期最急于做的事情就是对同构网里面FDD以及TDD里面的载波聚合进行规范化处理。
R11运用在异构网里面的运用还应该具备TDD里面运用不一样子帧装配状况下对其进行规范化的处理。
为了让同构网中TDD和FDD载波聚合第一次3GP P R10引入。
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3. 向UE配置Scell
4. 根据业务量激活/去激活Scell
第一步：操作维护向eNB配置可以聚合的小区集，并配置CA特性相关的参数； 第二步：CA UE开始建立呼叫，并建立完成业务（同R8/R9终端相同）； 第三步：eNB根据小区集让UE对其他小区进行测量，根据测量结果，对于可以作为SCell的小区，向UE发送RRC重配置消息，将 该小区配置为UE的SCell。 第四步：eNB检测业务量，当业务量升高时，及时激活SCell，使得PCell和SCell共同进行数据传输，当业务量下降时，及时去激 活SCell，可以为UE省电。
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CA 移动性管理(2/3)
CA用户异频切换 • CA用户异频切换基于A5时间，非CA 用户的异频切换基于A4事件。 • 在重配置消息中包括Scell删除信息；
CA UE reports Event A5
With IE „sCellToReleaseList‟ for SCC Remove
CA 应用场景
intra-band Inter-band 需要复杂的天馈系统
F1
F2
S1
S2
S3
S4, RRH scenario
S5, Repeater scenario 这两种场景，对于UL CA需要支持多TA技术
eRAN7.0版本支持场景1和场景2，其他场景后续版本支持。
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预配置频点，实现PCC可配置可管理
1. 为满足运营商提出的将某个载波优先配为PCC，在eNB中增加PCC载波优先配置开关及PCC载波优先级项，允许运营 商预先将某个高优先级载波配置为PCC 。 2. 当UE初始接入网络并发起RRC连接，如果上报了CA能力，在完成RRC连接过程后，eNB发现当前接入的频点不是运 营商预设的高优先级PCC频点，则下发高优先级频点给CA UE进行测量，满足测量条件后向PCC频点切换；
两种策略： 公平性调度：在计算调度优先级时，业务速率是CA UE在各 CC上的传输速率之和，CA UE的平均速率与其PCell上的同样 QCI业务的non CA UE基本相等。 r(t) = rcc1(t) + rcc2(t) 差异化调度：在计算调度优先级时，业务速率是CA UE在当 前CC上的传输速率， CA UE的速率等于各个CC上的non CA UE的平均速率之和 r1(t) = rcc1(t) r2(t) = rcc2(t)
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CA调度: 架构
CA用户调度：两级调度
CA Scheduler
• CA级调度
根据UE在各个CC上的CQI，将数据分配到各个CC 。
CC0 Scheduler
• CC级调度
eNodeB 分别计算各个载波的调度优先级
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CA载波管理 (1/4)
CA UE共有三种状态
1. CC_Unconfigured： SCell未配置 2. CC_Configured_SCC_Deactivated：SCell配置未激活 3. CC_Configured_SCC_Activated：SCell配置并激活
CA状态转移的典型场景
场景1： A4事件触发的SCC配置 场景2：业务量触发的SCC激活/去激活 场景3：A2事件触发的SCC去配置
场景4：切换
注：
1) 2) 3) SCell的去激活、删除只能由eNodeB控制 SCell可以去激活，PCell不能。 PCell的变更需要采用切换流程。
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CA 移动性管理(1/3)
„CC_Configured‟ UE „CC_Unconfigured‟ UE
SCC de-configured together with RRC Connection Recfg (for HO)
RRC Connection Recfg (for HO)
Wait for traffic to trigger SCC activation A4 Measurement Y N Keep in „CC_Unconfigured‟ status
CC_Configured
新配置SCC。
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CA 增益
CA用户提供更好的QoS保证：服务高价值客户，获取更大的收益（高ARPU）； 资源利用率最大化：通过载波聚合，CA UE可以同时利用两载波上的空闲RB，以实现资源利用率最大化，避免整体资源 利用率的浪费； 更好的用户体验：通过下行载波聚合，CA UE相对非CA UE下行峰值速率可以提升100%（CA UE支持Category 6的情况
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CA载波管理 (2/4)
CA状态转移的典型场景
Service Established
Y
场景1: A4事件触发的SCC配置
业务建立完成后，网络侧下发SCC的A4测量控制消息，收到UE
A4 Measurement
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PDCP RLC
MAC CC0
PHY CC0
CC1 Scheduler
MAC CC1
PHY CC2
CCn Scheduler
MAC CCn
PHY CCn
注： SFN和小区合并场景，由于联合调度资源比例限制，采用 公平性调度时，无法保证绝对公平。
下）。在实际商用网的多用户场景下，CA UE激活SCell（Secondary Cell）后可以更好利用空闲资源，提升整网非满负
载时CA UE的吞吐量，给用户带来更好的体验。
90% PRB usage
With CA
95% PRB usage
Cell A @ Freq1
70% PRB usage
R8/9 UE
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载波聚合业务流程
1. 配置CA小区集，配置CA相关参数 2. CA UE选择一个小区接入，并完成业务 建立
对小区集的小区，下发A4测量控制消息 A4测量报告 使用RRC重配置消息向UE配置Scell
当下行吞吐量大于激活SCC的吞吐量门限，则激活SCC； 当下行吞吐量小于去激活SCC的吞吐量门限，则去激活SCC；
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CA载波管理(4/4)
CA状态转移的典型场景 场景3：A2事件触发的SCC去配置
SFN和小区合并场景支持载波聚合
1. 当CA UE的Scell为SFN或小区合并小区时，则CA UE在Scell上调度优先级低于普通用户，且将CA终端在SCC固定采 用联合调度，传输模式固定TM3或TM2（单天线时固定TM2）。
2. CA UE在Pcell上的调度和普通用户没有区别。
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CA 协议架构
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
各个载波上MAC层的数据独立调度
每个载波维护各自独立的初传和HARQ重传进程
1） 仅Pcell有RRC链接(C-RNTI, NAS)； 2）PUCCH仅在Pcell上存在； 3）PCell出现RLF（Radio Link Failure），需要触发RRC Reestablishment。
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CA载波管理(3/4)
CA状态转移的典型场景 场景2：业务量触发的SCC激活/去激活
PDCCH PDSCH
SCC PCC
SCC
x>=8
eNoedB UE n n+x-4 n + x ms
PCC
ActivationDeactivation
通过MAC-CE，eNodeB可以激活/去激活SCC：
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CA 移动性管理(2/3)
CA用户同频切换 • CA用户同频切换流程基本和非CA用户相同；
• 在重配置消息中包括Scell删除信息；
With IE „sCellToReleaseList‟ for SCell Remove
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95% PRB usage
CA UE
Cell B @ Freq2
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Contents
1 CA 特性概述和增益 2 CA 概念和原理
3 CA 特性列表，配置和维护方法
4 CA 关键参数和性能指标
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在“CC_Configured”状态，当收到A2测量报告，网络侧删 除SCC，将状态设置为 “CC_Unconfigured”。
A2 Measurement