载波聚合
LTE的载波聚合技术CA
L T E的载波聚合技术C A本页仅作为文档封面，使用时可以删除This document is for reference only-rar21year.MarchLTE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。
5G双连接下的载波聚合是怎样的？
5G双连接下的载波聚合是怎样的？
（5G）在NSA架构下引入了双连接（Dual Connec（ti）on简称（DC））技术，（手机）可以同时连接到（4G）基站和5G基站，实现4G载波与5G载波的载波（聚合）。
在双连接下，5G的载波聚合主要有如下情形：
（1）4G内部或5G内部各自载波聚合
在双连接的基础上，4G部分和5G部分还都可以在其内部进行载波聚合，这就相当于把4G的带宽也加进来，可进一步增强下行传输速率！
（2）4G与5G之间的载波聚合
在双连接下，手机同时接入4G基站和5G基站，这两基站也要分个主辅，一般情况下Option3系列架构中，4G基站作为控制面锚点，称之为主节点（Master Node），5G基站称之为辅节点（Secondary Node）。
带载波聚合的主节点和辅节点又可以被称作MCG（Master Cell Group，主小区组）和SCG（Secondary Cell Group，辅小区组）。
主节点和辅节点都可以进行载波聚合。
其中主节点的主载波和辅载波称为Pcell（主小区）和Scell（从小区），辅节点的主载波和辅载波称为PScell（辅助主小区）和Scell（从小区）。
5G中的多制式双连接是怎样的，如下图所示：
虽说NSA架构的初衷并不是提升速率，而是想着藉由4G来做控制面锚点，这样一来，5G不但可以复用现网的4G核心网EPC，还能使用成熟的4G覆盖来庇护5G覆盖率不足的问题。
但是客观上来讲，通过双连接技术，手机可同时连接4G和5G 这两张（网络），获取到的频谱资源更多，理论上的峰值（下载）速率可能要高于SA组网架构，除非以后把4G载波全部规划给5G。
这些双连接加载波聚合的组合，也都是由协议定义的。
载波聚合(CA)的概念和设计难点
载波聚合（CA）的概念和设计难点载波聚合（Carrier Aggregation）的概念图1、载波聚合（Carrier Aggregation）的概念在LTE-Advanced中使用载波聚合（Carrier aggregation），以增加信号带宽，从而提高传输比特速率。
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）聚合在一起以支持更大的传输带宽（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支持不同CC之间的聚合（如图2）· 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图2、载波聚合的几种形式从基带(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。
每个CC对应一个独立的Cell，在CA场景中可以分为以下几种类型的Cell：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；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；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Serving Cell集合是由PCell和SCell组成；图3、载波聚合(CA)的几种Cell载波聚合的作用：图4、CA组合多个LTE载波信号以提高数据速率并提高网络性能图5、CA技术提升了载波的性能图6、3GPP数据速率的演进与CA的关系图7、3GPP发布协议时间表载波聚合（Carrier Aggregation）的设计难点下行CA的设计挑战包括：· 下行链路（Downlink）的灵敏度· 谐波的影响· 在CA RF射频设计中遇到的desense（灵敏度恶化）挑战如果为每个频段设计独立的双工器，确保下行链路频段不受影响；然而连接两个双工器路径则可能会影响两个双工器的滤波器特性，从而导致您失去以系统灵敏度要求运行时所需的传输和接收路径之间的隔离度。
5G(NR)网络中的载波聚合等级
载波聚合(CA-Carrier Aggregation)是通过组合多个载波来增加单个终端(UE)的带宽。
每个聚合的载波称为分量载波(CC-Component Carrier)。
5G(NR)网络中FR1频段和FR2频段分别具有不同的参数集(numerologies),在载波聚合中最多可支持16个连续或非连续的载波聚合;载波聚合的配置包括载波聚合类型(带内,连续或不连续或带间),频段号和带宽等级。
载波聚合带宽等级Carrier Aggregation –Bandwidth Classes)是一系列字母表，它们分别定义了最小、最大带宽和编号等级。
载波聚合要点•5G(NR)载波聚合(CA)支持多达16个不同参数集的连续和非连续载波；•带宽等级为系列字母表,定义了最小和最大带宽和载波编号；•根据3GPP R17定义,FR1中载波聚合编号从A到O；•FR1频段允许最大载波聚合带宽为400MHz；•根据3GPP R17定义,FR2中载波聚合编号从A到Q；•FR2频段允许最大载波聚合带宽为800MHz。
FR1频段载波聚合等级Class A:无固定的载波聚合配置，其最大5G载波频段(BWChannel, max) 取决于频段号和参数集(Numerology),包括子载波间隔SCS(Sub Carrier Spacing)。
*Class A属于所有回退组，并允许移动设备返回到基本配置而无需载波聚合。
Class B:支持20MHz~100MHz之间的总带宽，由2个无线信道聚合而成；Class C:支持100MHz~200MHz之间的总带宽，由2个无线信道聚合而成；Class D:支持200MHz~300MHz之间的总带宽，由3个无线信道聚合而成；Class E:支持300MHz~400 MHz之间的总带宽，由4个无线信道聚合而成；* C、D和E属于同一组，可回退至组A。
Class G:支持100MHz~150MHz之间的总带宽，由3个无线信道聚合而成；Class H:支持150MHz~200MHz之间的总带宽，由4个无线信道聚合而成；Class I:支持200MHz~250MHz之间的总带宽，由5个无线信道聚合而成；Class J:支持250MHz~300MHz 之间的总带宽，由6个无线信道聚合而成;成;Class L:支持350MHz~400MHz 之间的总带宽，由8个无线信道聚合而成;。
载波聚合的坏处
载波聚合的坏处
载波聚合是一种将多个网络连接合并成一个更快速的连接的技术，它可以提高网络速度和可靠性。
然而，载波聚合也有其坏处。
首先，载波聚合需要多个网络连接，这意味着用户需要支付更高的费用来购买这些连接。
如果用户只需要在日常使用中获得正常的网络速度和可靠性，那么这些额外的费用可能是不必要的。
其次，载波聚合可能会导致网络拥塞。
当多个连接被合并时，它们共享同一个网络通道，这可能会导致过多的数据流量，从而使网络拥塞并导致速度变慢。
另外，载波聚合还可能会增加网络不稳定性。
当一个连接变得不稳定时，载波聚合可能会导致整个网络变得更加不稳定，从而影响用户体验。
最后，载波聚合也需要一些技术支持，这可能会增加管理和维护的成本。
综上所述，尽管载波聚合可以提高网络速度和可靠性，但它也有一些坏处，因此用户需要仔细考虑其是否需要使用这项技术。
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载波聚合
载波聚合
载波聚合是一种无线通信技术，它可以将多个无线信道（或者称为载波）合并在一起，以提高网络带宽和数据传输速度。
简单来说，就是将多个频段的信号合成一个更宽的频段，从而增加数据传输的效率。
在载波聚合中，多个频段的信号可以通过不同的技术合并在一起，例如频分复用（FDM）或时分复用（TDM）。
这样，用户设备就可以同时使用多个频段传输和接收数据，从而提高整个网络的带宽和数据传输速度。
一些主要的无线通信技术，例如LTE和5G，都支持载波聚合技术。
这种技术可以有效地支持越来越多的设备连接到网络，并提供更快的数据传输速度和更好的用户体验。
载波聚合基本原理
为了提供更高的业务速率，3GPP在LTE-Advanced阶段提出了下行1Gbps的速率要求。
同时，受限于无线频谱资源紧缺等因素，很多运营商拥有的频谱资源往往都是非连续的，每个单一频段都难以满足LTE-Advanced对带宽的需求。
因此，3GPP在Release 10（TR 36.913）阶段引入了CA（Carrier Aggregation，载波聚合），通过将多个连续或非连续的载波聚合成更大的带宽（最大100MHz），以满足3GPP的要求。
同时载波聚合可以提高离散频谱的利用率。
根据聚合载波所在的频带，载波聚合可以分为：•频带内载波聚合将同频带内的两个载波聚合，使一个用户在同频带的两个载波进行下行数据传输。
同频带内的载波聚合分为连续和非连续的载波聚合，如图2-1中Scenario A与Scenario B所示。
•频带间载波聚合将不同频带的两个载波聚合，使一个用户在不同频带的两个载波进行下行数据传输。
如图2-1中Scenario C所示。
图2-1同频带与不同频带的载波聚合情况2.1 定义载波聚合就是通过将多个连续或非连续的载波聚合成更大的带宽（最大100MHz），终端可以同时接入多个载波，并同时在多个载波上进行下行数据传输，终端的数据传输速率得到提高，获得更好的用户感知。
2.2 增益载波聚合功能的增益如下：1.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（Resource Block），以实现资源利用率最大化，避免整体资源利用率的浪费。
2.有效利用离散频谱：通过载波聚合，运营商的一些离散的频谱可以得到充分利用。
3.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。
载波聚合原理
载波聚合原理
载波聚合原理是一种通信技术中常用的方法，它可以提高通信系统的传输效率和数据处理能力。
在通信系统中，数据通过信号的方式在信道中传输，而载波则扮演着将数据传输到目的地的角色。
通过载波聚合技术，可以将多个载波进行有效地整合，提升通信系统的整体性能。
载波聚合原理的基本思想是利用多个载波信道同时传输数据，以达到提高传输速率和容量的效果。
在实际应用中，通常会将多个频段的载波信号综合在一起，形成一个更宽带的通信信道，从而增加了数据传输的效率。
在传输数据时，不同载波之间可能存在干扰和衰减的情况，而通过载波聚合技术，可以有效地克服这些问题。
通过合理地分配和调度多个载波信道，可以实现数据在不同频段之间的灵活切换，从而提高通信系统的稳定性和可靠性。
载波聚合技术在现代通信系统中得到了广泛的应用，例如在4G和5G网络中就广泛使用了这种技术。
通过结合不同频段的载波信号，通信系统可以实现更高的传输速率和更大的覆盖范围，从而满足用户对数据传输速度和质量的需求。
除了提高数据传输速率外，载波聚合技术还可以增加通信系统的扩展性和灵活性。
通过合理地配置载波资源，可以根据实际情况进行动态调整，满足不同用户和应用的需求，提高通信系统的整体性能。
总的来说，载波聚合原理是一种有效的通信技术，可以提高通信系统的传输效率和灵活性，为用户提供更快速、稳定和可靠的数据传输服务。
随着通信技术的不断发展和进步，载波聚合技术将会在未来的通信系统中发挥更为重要的作用。
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载波聚合什么是载波聚合？（上面这是道路和车子^_^ 别再问了.....）自从4G建网后，大家最关心的就是手机上网速度，也开始认识到一个新的名词—-载波聚合。
那么什么是载波聚合？技术宅滚粗，来点一听就懂的！载波聚合，即Carrier Aggregation）。
每次被问到这个问题，我就会用以下例子说明：（对不起，我画画就是这样…烂）今天有两条道路，车流往同一方向，两条道路分别为5米宽，同一时间一条道路最多只能有一台车通过。
（假设这辆车很宽嘛别找我麻烦！）因此两条道路同一时间可以有两台车通过。
但是！！人生就是有很多但是，这两条道路上的车子不允许切换车道！！（可能中间是深沟或小溪之类的）这就是没有载波聚合的情况！如果今天其中一条道路A塞满了车，道路B却一辆车也没有，那么同一时间内可以通过的车辆就只有一台，道路A上的车子并不允许切换到道路B上去，所以只能继续塞在道路A（就是这么蠢）。
这时载波聚合就发挥作用了!载波聚合就是把两条道路合并在一起，让两条5米宽的道路合并成一条10米宽的道路，5+5=10让原本两条道路上的车子可以自由的切换车道~（普天同庆~）那么同一时间点可以通过的车子数量就是稳定的2台了，没有道路会被空着而导致浪费。
如果非要套用回正常技术面，上面说的道路宽度就是频率带宽（Bandwidth),而道路就是载波（Carrier）。
既然已经回到正常技术面，现在，技术宅又滚回来了！继续谈谈为什么要使用载波聚合？为什么要用载波聚合？原因一：提高峰值速率。
LTE R8这种信号能使用的最大带宽是20MHz，最低1.4MHz。
载波聚合将能使用的所有载波/信道绑在一起，用竟可能大的带宽达到更高的峰值速率。
载波聚合可以使用连续的带宽和不连续的带宽，带宽灵活性很大。
载波聚合中单个载波称为CC（component carrier），每个CC可以使用LTE R8规定的任何带宽(1.4, 3, 5, 10, 15, 和20 MHz)。
香农定理是载波聚合的理论基础，香农定理告诉我们系统的峰值速率和系统带宽呈线性关系，所以最简单的获得更高峰值速率的办法就是增加带宽。
在LTE中，没有定义更高的系统带宽去达到峰值速率的要求，而是采用了CA的方式前向兼容，可以从R8，R9平滑过渡到LTE-A。
原因二：让运营商在已有的不同带宽的系统中，提供一个统一的更高峰值速率的解决方案。
例如运营商想要重耕2G、3G频率并使用4G技术，CA可以灵活的实现这一目标。
原因三：在宏站中部署微站时管理频率资源的灵活性。
微站是满足热点区域服务要求的重要手段，但是在宏站中部署微站有一个严峻的问题，就是控制信道的干扰问题，如PDCCH。
通常的小区间干扰协调都是针对PDSCH的，但是宏站对微站PDCCH的干扰更为严重。
CA可以很好的解决这载波聚合的类型载波聚合主要分为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)。
注：协议规定，连续两个CC的载波间隔必须为300kHz的整数倍，以保证子载波的正交性；若非连续载波，没有要求。
引入载波聚合后空口协议的变化载波聚合对网元的要求Evolved packet core (EPC)在MIMO 2x2 配置下，核心网需要能够支持单用户下行峰值速率300Mbps。
eNodeBeNodeB要能够支持一个独立的RLC实体、每载波各自独立的MAC实体、以及LBBP板间通信。
RRU/RFU根据3GPP 36.104 6.5.3要求：1）intra-band CA (contiguous)两频点采用不同RRU/RFU，同步时延需在130ns以下；2）intra-band CA (non-contiguous)两频点采用不用RRU/RFU，同步时延需在260ns以下；3）inter-band CA两频点采用不同RRU/RFU，同步时延需在1.3us以下。
根据3GPP 36.808 5.7要求，intra-band CA (contiguous)中心频点间隔要满足300khz的整数倍：连续的20MHz+20MHz，中心频点间隔为19.8MHz；20MHz+10MHz，中心频点间隔为14.4MHz。
计算公式如下：以某运营商为例，CA演示选用频段及频点为：1.8G：下行频率——1860MHz 频点——17502.6G：下行频率——2640MHz 频点——2950说明：BWchanne(1)、BWchannel(2)分别为两个载波的带宽。
UE需要UE支持CA功能，以及相关的频段及带宽组合。
3GPP TS 36.306 规定，如果UE支持CA，需要上报“supportedBandCombination”，eNodeB根据UE支持的频段及带宽组合进行载波聚合。
载波管理载波聚合状态CA UE共有三种状态：SCell（Secondary Cell）配置未激活、SCell配置并激活、SCell未配置。
通过RRC信令配置或去配置SCC,通过MAC信令激活或去激活SCC。
通常通过A4事件配置SCC,通过A2事件去配置SCC。
SCell配置CA UE将满足A4测量门限值的小区上报给eNodeB，如果该小区与PCell （Primary Cell）属于同一个CA Group，那么eNodeB下发RRC Connection Reconfiguration 将其配置为该CA UE的SCell。
基站会下发RRC Connection Reconfiguration消息，下发A4配置测量，对SCell进行测量。
A4事件下发信令:满足A4事件时，UE上报Meas Report，包含SCell的测量信息。
基站下发RRC Connection Reconfiguration消息，将其配置为Scell。
RRC重配消息配置SCell：SCell去配置当CA UE上报SCell的CaMgtCfg.CarrAggrA2ThdRsrp，通过RRC Connection Reconfiguration 将该CA UE的SCell删除。
基站在配置某个邻区为UE的SCell的同时，会下发针对该SCell的A2事件，用来监控SCell的信号质量，当SCell的信号质量小于A2事件的门限，UE上报A2报告，基站通过RRC重配通知UE删除该SCell。
A2事件下发:SCell去配置:SCell切换Release 10 引入了一个新的测量事件：事件A6。
当相邻小区的强度比SCell 强一个偏移量时，便会发生事件A6。
对于频段内SCell，此事件没那么有用，因为PCell 和SCell 的强度通常极为相似。
然而，对于频段间服务小区，相邻PCell 的强度可能会与服务SCell 的大不相同。
根据网络状况（如流量负载分布），切换至事件A6 标识的小区可能会很有利。
基站在配置某个邻区为UE的SCell的同时，如果这个SCell有同频邻区，且该邻区与PCell为邻区（非同覆盖关系）、CA协同小区，基站会下发用于SCell 更新的A6事件，当邻区信号质量减去SCell信号质量大于A6事件门限，UE上报A6，基站通过RRC重配通知UE删除原SCell并添加测量报告中质量更好的邻区为SCell。
A6事件下发：A6事件测量报告：Scell激活与去激活SCC激活一般条件：–RLC buffer长度高于门限–RLC包时延超限SCC去激活一般条件：–RLC速率低于门限–RLC buffer长度低于门限如果打开载波管理开关CaMgtCfg.CarrierMgtSwitch（亦即设为ON），在CA UE数据量不大的情况下可以去激活SCell从而节省UE在SCell的盲检、收发数据的能耗，以及上行CSI反馈。
当CA UE数据量大于一定门限时，则可以快速激活SCell，以提升CA UE的数据量吞吐能力。
如下图所示。
业务量触发的SCell激活：当CA UE已配置SCell但未激活，满足如下条件：●RLC缓存数据量> max (RLC出口速率*CaMgtCfg.ActiveBufferDelayThd, CaMgtCfg.ActiveBufferLenThd)●并且RLC 首包时延>CaMgtCfg.ActiveBufferDelayThdeNodeB将下发MAC CE（MAC Control Element），快速激活该CA UE的SCell：●如果是GBR承载（此时业务已经在PCell上建立了），此时先判决该GBR业务满意率是否满足，如果满足就不激活；如果不满足则尝试激活。
●如果是non GBR承载，需要判决当前是否已经达到了UE的AMBR，若已达到就不激活，否则激活该SCell。
为了保持eNodeB和UE侧能够同步，在UE正确接收到MAC层激活信令之后的第x个子帧(n为下发MAC信令时子帧号，n+x子帧为真正激活的时间)上，eNodeB和UE同时激活；这个x由物理层协议来确定（FDD：x为8）。
业务量触发的SCell去激活：当CA UE每个承载都满足：●RLC出口速率<CaMgtCfg.DeactiveThroughputThd●并且RLC缓存<CaMgtCfg.DeactiveBufferLenThdeNodeB将下发MAC CE，去激活该CA UE的SCell。
R10/R11/R12中的载波聚合都谈了些什么？R10•能够最多聚合5个成员载波;•支持PDCCH跨载波资源调度PDSCH和PUSCH资源;•主载波的选择在终端建立RRC连接时确定,并根据情况对辅助载波进行增加/删除;•载波聚合只对处于RRC连接态的UE有意义,且只对单个RRC连接,对空闲态没影响。
R11R11对载波聚合主要增强:•上行发送提前的调整:允许不同成员载波上行的发送提前有不同值;。