4G移动通信技术-载波聚合技术部署

房芳+王丽婵

【摘要】 针对 4G 用户的快速增长以及 4G 网络规模的持续扩大，2017 年国内三大运营商将大规模升级 LTE 网络至 4G + ，即在原有 4G 网络的基础上利用载波聚合技术。结合国内运营商现有频谱资源，探讨了运营商载波聚合频谱组合方式，最后为即将升级的4G + 网络建设提供一些参考。

【关键词】 载波聚合 载波聚合部署 4G

载波聚合是LTE-A中的关键技术。为了满足单用户峰值速率和系统容量提升的要求，一种最直接的办法就是增加系统传输带宽。因此LTE-Advanced系统引入一项增加传输带宽的技术，也就是CA（Carrier…Aggregation，载波聚合）。CA技术可以将2～5个LTE成员载波（ComponentCarrier，CC）聚合在一起，实现最大100MHz的传输带宽，有效提高了上下行传输速率，如图12-1所示。终端根据自己的能力大小决定最多可以同时利用几个载波进行上下行传输。…CA功能可以支持连续或非连续载波聚合，每个载波最大可以使用的资源是110个RB。每个用户在每个载波上使用独立的HARQ实体，每个传输块只能映射到特定的一个载波上。每个载波上面的PDCCH信道相互独立，可以重用R8版本的设计，使用每个载波的PDCCH为每个载波的PDSCH和PUSCH信道分配资源。也可以使用CIF域利用一个载波上的PDCCH信道调度多个载波的上下行资源分配。全球不同区域的运营商会有不同的LTE频谱分配，因此也就有不同的载波聚合的频段组合需求。目前在3GPPRAN4小组中有非常多的载波聚合频段组合正在讨论，主要是确定为满足不同CA频段组合工作时基站和终端需要达到的射频指标。

载波聚合的频段组合方式由运营商拥有的频谱资源所决定。目前，载波聚合主要用于两个载波间下行方向的聚合。中国移动不仅在…LTE…用户规模上占据上升，还在…TD-LTE…频谱资源方面占有明显优势。中国电信和中国联通用户规模相对较小，频谱资源则相对短缺，但这两家运营商在…TD-LTE…频谱资源上都各具有…40…MHz…的频谱资源，可以借助…LTE…FDD…和…LTE…TDD载波…聚…合，与…中…国…移…动…进…行…抗…衡，争…夺…高…端…4G市场中国移动总共拥有…TD-LTE…频段…130…MHz，分别在1.8GHz…频段拥有…20MHz，2.3…GHz…拥有…50MHz，B41频段（…2.…6GHz）…拥有…60…MHz…的频谱资源。目前，中国移动已经对…2.6GHz…的…D+D…频段、F+D…频段以及室内的…E+E…频段进行了两个载波的聚合试验，最高峰值速率可达到…230…Mbit…/s，试验效果均符合预期。随着2G…和…3G…的用户向…4G…转移、4G…网络的成熟度以及终端的支持，中国移动还可以考虑对其拥有的其他频段资源如…B39（…TD-SCDMA）…、B34（…TD-SCDMA）…以及…B3（GSM）…和…B8（GSM）…频谱重新分配，用于部署…4G…网络并进行载波聚合升级…4G…+…。

由于成员载波通过不同频率在空间传播中有不同的路径损耗，因此每个成员载波的覆盖区域将是不同的，不同的成员载波具有不同的服务区域。针对成员载波不同的频率聚合方式，载波聚合技术具有不同的应用场景，本次只考虑…2…个成员载波的情况，2…个成员载波分别为…CC1，CC2；…C1，C2…为分别对应两个小区，部署方式主要为以下…5…种方案：…方案1，是一种典型的部署方案，基站天线部署同一基站，采用共天馈或连续天馈方式，不同成员载波的天线波束方向和模型都要一致，且…CC1，CC2载波成员设置同一频段的连续或相近频率，使两个小区覆盖基本相同的区域，处在重叠覆盖区域的用户可以同时收到两个小区的信号，进行载波聚合。方案…2，两个成员载波…CC1，CC2一般处在不同的频带上，具有较大的频率间隔，在这种情况下，由于不同频段信号传播的路径损耗不同的特性，频率高的载波信号路径损耗大，处于高频段小区…C2的覆盖范围比低频段小区…C1的覆盖范围小，CA只在载波重叠覆盖区域允许更高的用户吞吐量，而在小区边缘，则只有一个载波成员…CC1…提供小区服务方案…3，两个成员载波…CC1和…CC2共基站部署，CC1和…CC2使用不同的频段，成员载波对应天线的波束方向和模型不同，C1的小区边缘和…C2的小区中心区域相重叠，在重叠覆盖区域可支持…CA，这种方式的优势在于可以提高小区边缘速率和吞吐量。方案…4，宏小区…C1…提供主要覆盖区域，在业务热点区域，采用部署远程连接射频单元（RRH）…CC2的小区用于改善热点区域吞吐量，RRH通过光纤连接到基站，从而实现宏站…C1…和…RRHC2小区载波聚合，进一步提高系统吞吐量，且…RRH设备成本低廉，有效降低部署成本。方案…5，是对方案…2…的一个补充，在小区覆盖边缘区域部署一个频率选择中继器（…设置跟…CC2…相同的频点）…，这样就扩展了成员载波…CC2的覆盖范围，扩大了C1与C2的重叠覆盖区域，从而有效提高系统吞吐量。

参 考 文 献

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