载波聚合演进讨论

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现网载波聚合应用存在的问题和提升方案实践

现网载波聚合应用存在的问题和提升方案实践

邮电设计技术/2018/01——————————收稿日期:2017-12-281概述载波聚合(CA )技术可以整合更多的频谱资源、提高调度效率以达到提供更好用户体验、更高系统吞吐率的目的。

中国联通基于竞争需求在2015年底启动LTE 载波聚合部署,极大地提升了4G 网络的竞争力。

截至2017年4月份,全国29个省市已经部署9000余LTE 载波聚合站点。

但是通过现网数据分析,发现载波聚合技术的效能并未充分发挥,普遍存在激活比和流量占比低的问题。

全国各地在开通CA 的地理区域内,CA 调度的业务量占比差异较大,最高可达35%,最低只有0.28%,全国平均只有11%左右。

各地CA 终端的渗透率不同以及网络负载不同是CA 激活流量占比低下的重要影响因素,但同时也能看到载波聚合系统参数设置思路不一致、与现网业务匹配不够也是需要重点考虑的问题。

因此有必要对LTE CA 技术的配置做深入的探索,制定一套优化策略,指导全国提升CA 技术的使用效能。

2影响CA 效能的因素在LTE CA 网络中,影响网络性能的因素主要有:CA 终端渗透率、网络负荷、辅载波激活条件和资源调现网载波聚合应用存在的问题和提升方案实践关键词:LTE;载波聚合;辅载波;激活doi :10.12045/j.issn.1007-3043.2018.01.001中图分类号:TN929.5文献标识码:A文章编号:1007-3043(2018)01-0001-04摘要:目前中国联通LTE 载波聚合已经在全国范围内部署,主要是基于竞争需求提升峰值速率,但是载波聚合存在激活比偏低的问题,整体使用效率不高。

分析了影响载波聚合性能的因素,重点对辅载波激活策略进行分析,对不同辅载波激活门限的影响进行了分析与验证,并给出辅载波激活的参数设置建议。

Abstract :At present China Unicom LTE carrier aggregation has been deployed in the whole country,the peak rate is improved based on competition needs.The application of carrier aggregation technology has the problem of low activation ratio,and the overall ef-ficiency is not high.It analyzes the factors influencing the performance of carrier aggregation,focuses on the analysis of the auxiliary carrier activation strategy,analyzes and validates the effects on different auxiliary carrier activation threshold,and gives suggestions and parameters of auxiliary carrier activation.Keywords :LTE;Carrier aggregation;Secondary carrier;Activation许国平1,郭希蕊2,苗守野1,张涛2(1.中国联合网络通信集团有限公司,北京100033;2.中国联通网络技术研究院,北京100048)Xu Guoping 1,Guo Xirui 2,Miao Shouye 1,Zhang Tao 2(1.China United Network Communications Group Co.,Ltd.,Beijing 100033,Chi⁃na ;2.China Unicom Network Technology Research Institute ,Beijing 100048,China )Problems on Application of CarrierAggregation and Related Promotion Practice 引用格式:许国平,郭希蕊,苗守野,等.现网载波聚合应用存在的问题和提升方案实践[J].邮电设计技术,2018(1):1-4.012018/01/DTPT度策略,四者之间的关系如图1所示。

载波聚合下高级长期演进终端移动性测试

载波聚合下高级长期演进终端移动性测试

a i r i n t e r f a c e . Ba s e d o n a d e t a i l e d a n a l ys i s o n t h e ne w m o b i l i t y ma na ge me nt s c he me s s u c h a s m ul t i — c a r r i e r h a n do v e r a n d mul t i — c a r r i e r me a s u r e me nt ,t e s t r e q ui r e me nt s a n d t e s t i t e ms f o r v e r i f i — c a t i o n o f t h e s e ne w c h a r a c t e r i s t i c s a r e di s c us s e d.Th e n,a t e r mi n a l t e s t s y s t e m ,wh i c h a d o pt s t he h a r dwa r e s t r uc t u r e o f“ma i n c on t r o l l e r一 _m u l t i — s y s t e m s i mul a t or s ”a nd e x e c u t e s t he t e s t b e h a v i o r d e s c r i b e d by TTCN一 3 s c r i pt f i l e s,i s p r op os e d.Fi n a l l y,t e s t p r oc e s s i s i l l u s t r a t e d wi t h a n e x a m—
第 1 8卷 第 3期

LTE-Advanced载波聚合分析与理解

LTE-Advanced载波聚合分析与理解

理解LTE-Advanced载波聚合本理解指南概述了HSPA 和LTE 网络中的载波聚合的演进,讨论了架构的含义。

一开发载波聚合(CA) 的动机多载波应用理念是随着运营商技术的提升和数据容量方面的运营挑战而产生的。

最初的UMTS部署主要重视覆盖面最大化,因此,单一载波容量就足以应付用户需求。

数据用户近一段时间快速增长,原因除HSPA 可用性外,还有更好的宽带多媒体应用程序用户体验、高速Internet 和相对便宜的智能手机的可用性等多种因素。

因此,运营商获取了多个频谱许可证并部署使用多载波的HSPA网络,以满足容量需求,在首个部署情形下,这些多载波在L2和L1上独立运作。

此类情形需要严格的无线资源管理和层协调,以定义负载平衡标准。

IP数据包的突发性和不可预测性使载波负载平衡的管理效率非常低下。

联合载波资源分配的理念随之出现,并产生Release 8 中称为“相邻载波双小区HSDPA 操作”的3GPP 功能。

由于降低了存在未用资源的概率,联合资源分配和载波间负载平衡的主要优点是实现了更好的资源利用和频谱效率。

这种现象有时也称为“集群效率”。

HSPA CA 的演进将在下一章进行介绍。

HSPA+ 推出后,载波聚合又被引入3GPP Release 10 中的LTE-Advanced。

一方面,载波聚合的总体目标是通过以下方式提供小区间增强而一致的用户体验:● 通过结合不同频率下可用的峰值容量和吞吐量性能,最大化峰值数据速率和吞吐量● 通过减轻相关的低效因素改善移动性,这些低效因素是常常分散在不同频段的非连续载波的无线部署所固有的● 凭借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统下可用的未用容量。

● 通过智能资源分配实现干扰管理。

另一方面,它向运营商提供了一种低成本的解决方案,以增加其现有网络吞吐量和容量,只需对已经使用多个频率的站点进行少量软件升级即可。

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(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。

10张图带你深度了解高通载波聚合技术

10张图带你深度了解高通载波聚合技术

10张图带你深度了解高通载波聚合技术Qualcomm高级副总裁兼大中华区首席运营官罗杰夫日前在一场名为“全连接·新惊艳”无线连接技术分享会上表示,通信行业发展将经历三个主要时期:以前是模拟通信到数字通信的移动通信数字化时期,现在是台式电脑到智能手机的重新定义计算时期,未来将进入“变革互联网的边界”时期,互联网将会拓展到生活中的每个角落。

而具备载波聚合功能的LTE-A网络,将是运营商和OEM厂商竞争的下一个焦点。

什么是载波聚合?其实它是一个简单的概念:将多个载波结合在一起,这样每个用户都能得到更多的资源,从而获得更高的数据传输速率和更好的用户体验。

从某种意义上说,就是“多多益善”——聚合的载波越多,用户就能获得更多的资源,进而获得更高的性能;换句话说,它好比“黏合剂”,将运营商的零散频谱粘在一起,提供更快速率。

GSA数据显示,截至2015年4月,全球已有64个载波聚合系统正式商用,116家运营商正在投资载波聚合技术。

此外,目前全球已有53个Cat6商用网络,另有13个Cat9系统正在部署、试验或测试中。

而Qualcomm骁龙处理器中已包括2000多项LTE技术特性,全球基于骁龙处理器及骁龙LTE调制解调器设计的LTE终端已超过2300款。

载波聚合是中国运营商4G演进中正在实施的关键技术,它将使运营商现有LTE网络上传速度增加2倍,下载速度提升3倍目前所有层级的Qualcomm骁龙处理器均支持载波聚合技术,包括骁龙210、骁龙425、骁龙620/618、骁龙810等高通在三代载波聚合技术上具备的优势本文下一页:首款商用Cat10调制解调器2015年上市•第1页:什么是载波聚合?•第2页:首款商用Cat10调制解调器2015年上市•第3页:中国市场载波聚合频段组合及展望1·2·3。

课件:载波聚合交流_201506_team sharing

课件:载波聚合交流_201506_team sharing

+
20
MHz
Band 3 3x CA 300
1800 MHz
Mbps
+
10
MHz
Band 5
850 MHz
基于诺基亚Flexi平台成功 和高通芯片完成互通测试。
Qualcomm® Snapdragon™ 810 processor
商用芯片
Press release: /news-events/press-room/press-releases/nokia-networks-and-qualcomm-show-three-band-carrier-aggregation-efficiency-for-up-to-300-m
另有1567个G900
988
微蜂窝小区
600
480
522
414
400
329
200 69
0
1
2
93 127 6 7 0 100 210 3 0 5 0
3
4
5
6
8
10 12 总计
GSM1800 GSM900
GSM1800 为主要容量网络满足2G用户需求 密集城区BD3 带内CA实施困难 联通城区3G/4G深度覆盖不足
(2014年12月刚刚被3GPP approve,计划2015年9月完成标准制定)
LTE终端类型和理论峰值速率的演进 MTC
Mainstream
CA
Long
CA
(2016)
(2010 2014)
(2014)
term
(2015)
UE category
Cat.0
半双工
Cat.1 Cat.2 Cat.3 Cat.4 Cat.5

载波聚合——用户、网络双受益

载波聚合——用户、网络双受益

载波聚合——用户、网络双受益1、序言2013下半年以来,载波聚合成为为先行LTE运营商网络演进的重点方向。

进入2014年,随着爱立信与澳洲电讯宣布完成20MHz+20MHz载波聚合演示,韩国SK电信宣布年内商用20MHz+10MHz+10MHz三频段载波聚合,可以期待LTE商用网络的下行速率极值在2014年内将会达到300Mbps。

同时,国内LTE网络建设在如火如荼的进行。

可以预见,大多数中国用户今年都将被LTE信号覆盖。

此时,有必要了解成熟网络中开启载波聚合对用户和网络的影响,以对中国LTE网络的演进提供参考。

本文将分享载波聚合在现网中的优异表现,并从用户感知的角度探讨载波聚合对网络效率的提升。

2、载波聚合的现网表现载波聚合作为LTE-Advanced的一个重要功能,是在LTE基础上的技术演进,使更宽频谱为用户所用,提供更高的数据速率。

载波聚合最早在韩国进入商用,爱立信支持了全部三家运营商的载波聚合网络,并在第一时间在现网中测试了两个不同频段,各2*10MHz频谱载波聚合的效果。

对支持载波聚合的终端,和不支持载波聚合的终端测试得到的样点,在不同SINR的下行速率进行归一化处理,得到了下图中的曲线。

我们可以看出,无论无线环境好坏,载波聚合都能带来一倍左右的下行速率增益。

对于使用支持载波聚合终端的用户,无论在小区中心还是边缘,都能获得相同位置两倍左右于使用单载波的用户感知。

图1 载波聚合的现网路测表现2014年初,韩国科学资讯通信技术和未来规划部(MinistryofScience,ICTandFuturePlanning)发布了“2013年度电信服务质量报告”,对三家韩国运营商建设的10MHz+10MHz载波聚合LTE-A网络进行了测试。

载波聚合测试得到的下行速率在43.1Mbps到56.2Mbps之间。

对比在载波聚合未开启测试点测得的27.4Mbps到34.Mbps 下行速率,同样可以看到载波聚合大幅度地提升高负载网络中的用户感知。

4.5G来了!深度解读载波聚合技术

4.5G来了!深度解读载波聚合技术

4.5G来了!深度解读载波聚合技术在4G移动网络时代,智能终端更加普及,移动应用APP频频出新,用户更习惯也更愿意使用手机看视频、购物和社交,移动流量随之爆炸式增长。

按照业界预测,到2019年,Wi-Fi和移动联网设备将生成67%的IP流量,是固定网络的两倍;2020年的流量需求是目前的7倍;现有网络技术将无法支撑数据洪流。

基于对网络高速率的追求,以及对于网络发展和技术演进的渴望,5G成为业界关注的热点。

在5G尚未成熟之前,4.5G作为现阶段衔接在4G和5G之间的技术,将推动移动通信网络的持续演进。

为进一步增加系统速率,4.5G在4G的基础上引入了更多的系统带宽,对载波聚合技术做了进一步增强。

载波聚合的标准化之旅载波聚合在3GPP LTE标准中由无到有,持续增强。

在 Rel-10版本中,引入载波聚合技术,规定最多聚合5个成员载波,可以为用户在高速移动状态下提供100Mbit/s和低速移动状态下提供1Gbit/s的峰值速率,支持频段内连续载波聚合和频段间载波聚合。

随着上行业务需求的进一步凸显,Rel-11版本对载波聚合技术进行增强,增加了更多的CA配置,对频段间的上行载波聚合技术进行研究和标准化,探讨了可能的载波聚合技术优化方案。

考虑到未来网络融合的发展,Rel-12版本支持在TDD和FDD融合组网的情况下,TDD和FDD分别作主载波,并对物理层和MAC层技术进一步增强。

为进一步提升用户随时随地的感知,Rel-13版本定义了最多可以支持32个载波的CA(eCA)。

eCA通过汇聚多个载波,提供更大带宽,实现随时随地高速数据传输功能。

主要适用于多制式、多层网覆盖的热点区域,满足大数据量用户随时随地高速数据传输的需求,提高用户感知。

增加到32载波后,在更多的载波范围内不但可以提升用户速率,同时也可以提升网络的综合性能,比如多小区的协同CA负载均衡、CA动态辅载波选择(载波间节能)、多小区联合接纳等。

揭开载波聚合技术的神秘面纱载波聚合是目前4G LTE以及4.5G系统的标志性技术。

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内部公开▲
-- Convergent Equipmen

Shared EPC
1*SA
FDD RRU
TDD RRU
Air Conditioner BBU TRM
共享EPC
PWS
BAT

共享配套(塔、电源,传输等); 共享传输 FDD和TDD共BBU(主控板, 电源、告警模块); 共享 BBU基带池资源(FDD BBU和TDD BBU通过IBP组成BBU POOL);
BBU
S1/X2 RRC
CC板
RRM
TDD基带处理板 PDCP RLC MAC PHY
FDD基带处理板 PDCP RLC MAC PHY
FS5C
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17
内部公开▲
FDD+TDD载波聚合演进建议
1、GSM refarming,有部分频谱用于FDD LTE; 2、GSM、FDD共站,共BBU场景; GSM&FDD可以共天馈(FDD和GSM共天馈,或者仅共天面(目前看都是2天线,两 个制式频段接近,但覆盖差异还会有,并且各自对边缘覆盖的要求有差异,FDD覆盖不一定能满足,这种需要想办法提升,调 整天面可能会影响GSM覆盖,或者更换独立电调天线); 3、FDD和TDD跨BBU; 4、FDD天面朝向和TDD天面不一定一致或者有重叠覆盖,影响FDD+TDD CA的触发比例;

通过在主辅载波之间灵活调度,避免同频干扰; 实现基于CA的控制信道干扰技术,从而更有效的规避邻区同 频干扰。
下行 上行
PCell
SCell1
SCell2
5
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载波聚合分类及标准化进展
带内连续载波聚合
载波 1
LTE-A 载波
CA演进和优化
内部公开▲
现网设备支持情况
广州现网目前已经全部升级未601P02版本,该版本对CA的支持情况: 已经支持F频段内DL 2CC聚合,包括带内连续聚合;
已经支持E频段内DL 2CC聚合,包括带内连续或非连续聚合;
已经支持D频段内DL 2CC聚合,包括带内连续或非连续聚合; 已经支持F频段+D频段DL 2CC聚合; 支持以上频段的宏微RRU间DL 2CC聚合; 现网测试版本: D频段内DL 3CC聚合;
2014 Q4, 2 CC’s CA in Intra-band 外场商用部署. 2014 Q4, 2 CC’s CA in Inter-band 外场商用部署.
10
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10
终端已量产
芯片商 高通 Marvell 手机 三星 NOTE4 小米 NOTE
带内非连续载波聚合 带载波聚合
载波 1
LTE-A 载波
带外载波聚合
Band A
载波 2
载波 3
Band A
载波 2
载波 3
LTE-A 载波
Band A
载波 1
……
Band B
载波 N
带内连续载波
LTE-A 载波
载波 3
带内非连续载波
Carrier 2
LTE-A 载波
LTE-A 载波
目前协议已经定义的CA频段组合:
BBU1 TDD基带板 FS TDD基带板 I B P CA协同 BBU2 TDD基带板 FS TDD基带板 FS FDD基带板 I B P FS TDD基带板 BBU1 TDD基带板
下行

一个Scell包括一个下行载波和一个可选的上行载波
上行

交互

PCell
SCell1
SCell2
最多有5个小区可以同时为UE服务。

3GPP协议R8中规定系统带宽最大为20MHz,也即系统带宽最
上行可根据需要选择配置PCell
4
大至100Mhz。
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12Q3
14Q2 14Q3
12Q3
14Q2 14Q3
12Q3
14Q2 14Q3
12Q3
FDD LTE CA
Carrier 1 <=20MHz Carrier 2 <=20MHz
TDD LTE Y 2014 Intra-band CA
Carrier1 <=20MHz LTE-A Carrier

Inter-band CA
2 1
终端兼容
频谱资源更有效利用
基于系统负荷分配
CC1
CC2
兼容R8/9终端,R10终端可 以获得更快的速率
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9
载波聚合CA终端芯片产业链进展
Chipset Vendor Qualcomm Altair Sequans 13Q1 2014 H2 13Q2
6
TD-LTE (Band 39)
TD-LTE (Band 40) 50MHz
2370 2575
TD-LTE (Band41) 60MHz
2635 MHz
30MHz
1885 1915 2320
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对标FDD,TDD下行速率优势明显
CA开启后
■ 相对于关闭CA的单用户定点中差点吞吐量提升90%,扇 区平均吞吐量提升约10%
■ 载波负荷基本趋于平衡,同时基于负荷的切换明显减少
■ 对于R8/9终端无任何影响 ■ 开启前后,切换性能一致 ■ IRAT包括重选和重定向功能正常
3
吞吐量增益
协调调度获得10%左右的 扇区吞吐量增益
■ CSFB功能正常
~15年 *对标FDD 20MHz*2 ~16年 *对标FDD 20MHz*4 16年+ *对标FDD 20MHz*6
性能目标
FDD下行峰值
TDD下行峰值
150Mbps 220Mbps
300Mbps 330Mbps 子帧配置2(3DL:1UL)
450Mbps 495Mbps
新技术引入
下行
2载波聚合 2流传输
(包括D、E、F频段内,F+D跨频段)
数据卡 中兴 MF251
(支持D频段内、E频段内)
(支持D频段内、E频段内)
备注:目前苹果下一个版本Iphone6S已 经支持CA。
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11
目录
CA基本原理和优势 CA版本现状和路标 CA运营管理
Carrier 1 <=20MHz LTE-A Carrier Carrier 2 <=20MHz LTE-A Carrier
Y2013
Inter-band CA
Carrier 2 <=20MHz LTE-A Carrier
LTE-A Carrier
LTE-A Carrier 2

In 2013, 2 CC’s(CC<=10MHz) CA in Inter-band 已经商用部署.
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Unfied Antenna
IP Cloud
16
内部公开▲
FDD+TDD载波聚合演进建议
优势: 基于SDR平台开发的LTE TDD/FDD产品在混合 组网会带来如下优势: 共CC:进程间通信,时延短、开销少; 同算法:基于相同基准,判决更准确; 跨系统的多载波调度时信息交互时延小, 更高效; 支持集中式调度器;
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13
内部公开▲
后续载波聚合支持路标
2015Q2
2015Q4
2016Q2
DL 4CC聚合(Trial) F+3D; 2F+2D;
2016Q4
功 能 路 标
DL 3CC聚合(Trial)
DL 3CC聚合(商用版本) F+2D;3D; UL 2CC聚合(商用版本) FDD+TDD 聚合( Trial ) B3/B8+B41/B40; 宏站跨站CA;

服务小区:主小区PCell和辅小区Scell 每个UE有一个Pcell,包括一个下行载波和一个上行载波 根据载波聚合的能力,一个UE可以配置一个或多个Scell,每 主、辅小区同时为UE提供业务,但所有信令仅在PCell与UE间 36.331-b40定义maxSCell-r10最大值4,加上主小区,也即
载波聚合CA技术方案
载波聚合
■ 每个载波占用的现有的LTE频带: 5M/10M/15M/20M。 ■ LTE-A UE可以发送或接收上一个或多个载 波,而LTE UE只能利用一个载波。 ■ 载波可以是连续的,也可以是非连续的。

载波聚合的优势
灵活调度带来的收益,包括频率选择性增益和联合调度增益。 充分利用连续的和非连续的频率,增加系统的吞吐量。 提升峰值速率,明显提升用户体验 CA的主辅小区间可以更灵活的做负载均衡。可以不需要UE在 小区间做切换,只需要考虑做多载波调度或者跨载波调度
载波聚合技术演进讨论
目录
CA基本原理和优势 CA版本现状和路标 CA运营管理 CA演进和优化
载波聚合的引入
提升频谱带宽
基站

载波聚合(CA)技术引入 F+D跨频段载波聚合组网
增加站点规模

带宽
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