4G移動通信技術(shù)-載波聚合技術(shù)部署

房芳+王麗嬋

【摘要】 針對 4G 用戶的快速增長以及 4G 網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的持續(xù)擴大，2017 年國內(nèi)三大運營商將大規(guī)模升級 LTE 網(wǎng)絡(luò)至 4G + ，即在原有 4G 網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上利用載波聚合技術(shù)。結(jié)合國內(nèi)運營商現(xiàn)有頻譜資源，探討了運營商載波聚合頻譜組合方式，最后為即將升級的4G + 網(wǎng)絡(luò)建設(shè)提供一些參考。

【關(guān)鍵詞】 載波聚合 載波聚合部署 4G

載波聚合是LTE-A中的關(guān)鍵技術(shù)。為了滿足單用戶峰值速率和系統(tǒng)容量提升的要求，一種最直接的辦法就是增加系統(tǒng)傳輸帶寬。因此LTE-Advanced系統(tǒng)引入一項增加傳輸帶寬的技術(shù)，也就是CA（Carrier…Aggregation，載波聚合）。CA技術(shù)可以將2～5個LTE成員載波（ComponentCarrier，CC）聚合在一起，實現(xiàn)最大100MHz的傳輸帶寬，有效提高了上下行傳輸速率，如圖12-1所示。終端根據(jù)自己的能力大小決定最多可以同時利用幾個載波進行上下行傳輸。…CA功能可以支持連續(xù)或非連續(xù)載波聚合，每個載波最大可以使用的資源是110個RB。每個用戶在每個載波上使用獨立的HARQ實體，每個傳輸塊只能映射到特定的一個載波上。每個載波上面的PDCCH信道相互獨立，可以重用R8版本的設(shè)計，使用每個載波的PDCCH為每個載波的PDSCH和PUSCH信道分配資源。也可以使用CIF域利用一個載波上的PDCCH信道調(diào)度多個載波的上下行資源分配。全球不同區(qū)域的運營商會有不同的LTE頻譜分配，因此也就有不同的載波聚合的頻段組合需求。目前在3GPPRAN4小組中有非常多的載波聚合頻段組合正在討論，主要是確定為滿足不同CA頻段組合工作時基站和終端需要達到的射頻指標(biāo)。

載波聚合的頻段組合方式由運營商擁有的頻譜資源所決定。目前，載波聚合主要用于兩個載波間下行方向的聚合。中國移動不僅在…LTE…用戶規(guī)模上占據(jù)上升，還在…TD-LTE…頻譜資源方面占有明顯優(yōu)勢。中國電信和中國聯(lián)通用戶規(guī)模相對較小，頻譜資源則相對短缺，但這兩家運營商在…TD-LTE…頻譜資源上都各具有…40…MHz…的頻譜資源，可以借助…LTE…FDD…和…LTE…TDD載波…聚…合，與…中…國…移…動…進…行…抗…衡，爭…奪…高…端…4G市場中國移動總共擁有…TD-LTE…頻段…130…MHz，分別在1.8GHz…頻段擁有…20MHz，2.3…GHz…擁有…50MHz，B41頻段（…2.…6GHz）…擁有…60…MHz…的頻譜資源。目前，中國移動已經(jīng)對…2.6GHz…的…D+D…頻段、F+D…頻段以及室內(nèi)的…E+E…頻段進行了兩個載波的聚合試驗，最高峰值速率可達到…230…Mbit…/s，試驗效果均符合預(yù)期。隨著2G…和…3G…的用戶向…4G…轉(zhuǎn)移、4G…網(wǎng)絡(luò)的成熟度以及終端的支持，中國移動還可以考慮對其擁有的其他頻段資源如…B39（…TD-SCDMA）…、B34（…TD-SCDMA）…以及…B3（GSM）…和…B8（GSM）…頻譜重新分配，用于部署…4G…網(wǎng)絡(luò)并進行載波聚合升級…4G…+…。

由于成員載波通過不同頻率在空間傳播中有不同的路徑損耗，因此每個成員載波的覆蓋區(qū)域?qū)⑹遣煌模煌某蓡T載波具有不同的服務(wù)區(qū)域。針對成員載波不同的頻率聚合方式，載波聚合技術(shù)具有不同的應(yīng)用場景，本次只考慮…2…個成員載波的情況，2…個成員載波分別為…CC1，CC2；…C1，C2…為分別對應(yīng)兩個小區(qū)，部署方式主要為以下…5…種方案：…方案1，是一種典型的部署方案，基站天線部署同一基站，采用共天饋或連續(xù)天饋方式，不同成員載波的天線波束方向和模型都要一致，且…CC1，CC2載波成員設(shè)置同一頻段的連續(xù)或相近頻率，使兩個小區(qū)覆蓋基本相同的區(qū)域，處在重疊覆蓋區(qū)域的用戶可以同時收到兩個小區(qū)的信號，進行載波聚合。方案…2，兩個成員載波…CC1，CC2一般處在不同的頻帶上，具有較大的頻率間隔，在這種情況下，由于不同頻段信號傳播的路徑損耗不同的特性，頻率高的載波信號路徑損耗大，處于高頻段小區(qū)…C2的覆蓋范圍比低頻段小區(qū)…C1的覆蓋范圍小，CA只在載波重疊覆蓋區(qū)域允許更高的用戶吞吐量，而在小區(qū)邊緣，則只有一個載波成員…CC1…提供小區(qū)服務(wù)方案…3，兩個成員載波…CC1和…CC2共基站部署，CC1和…CC2使用不同的頻段，成員載波對應(yīng)天線的波束方向和模型不同，C1的小區(qū)邊緣和…C2的小區(qū)中心區(qū)域相重疊，在重疊覆蓋區(qū)域可支持…CA，這種方式的優(yōu)勢在于可以提高小區(qū)邊緣速率和吞吐量。方案…4，宏小區(qū)…C1…提供主要覆蓋區(qū)域，在業(yè)務(wù)熱點區(qū)域，采用部署遠程連接射頻單元（RRH）…CC2的小區(qū)用于改善熱點區(qū)域吞吐量，RRH通過光纖連接到基站，從而實現(xiàn)宏站…C1…和…RRHC2小區(qū)載波聚合，進一步提高系統(tǒng)吞吐量，且…RRH設(shè)備成本低廉，有效降低部署成本。方案…5，是對方案…2…的一個補充，在小區(qū)覆蓋邊緣區(qū)域部署一個頻率選擇中繼器（…設(shè)置跟…CC2…相同的頻點）…，這樣就擴展了成員載波…CC2的覆蓋范圍，擴大了C1與C2的重疊覆蓋區(qū)域，從而有效提高系統(tǒng)吞吐量。

參 考 文 獻

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