CA

CA基本概念

CA也就是我们中文所说的载波聚合，同时支持多个LTE的载波，这样就能达到更高的传输速率，来满足用户对于速率的要求 。

1. CA分类

CA分为上下CA和下行CA，下图例举下行CA，上行CA类似

DL CA

带间CA

带内CA

连续

不连续

DL CA分类

• 带间（Inter）CA，当两个或者多个不同的载波在不同的频段的时候，既不同Band的组合：4A2A，Band4和Band2的组合，显然不连续
• 带内（Intra）CA，当两个或者多个在相同频段的时候，既相同Band的组合

  • 带内连续
    同Band的情况下，大多数都是连续的：41C，41E
    此时也会被称为Single Rx (SRx)
    比如在网络配置上两个连续的Band1：

    § CC0: LTE B1 ch200 20 MHz
    § CC1: LTE B1 ch398 20 MHz

    在硬件配置上，会被看成更大带宽和不同频段的单个的Band1：

    § CC0: LTE B1 ch299 40 MHz

  • 带内不连续
    有一个指标：Nominal channel spacing（标称通道间距）
    10M+10M和20M+20M的标准通道间距分别是9.9MHZ和19.8HZ。

Class A:  ATBC ≤ 100, 频段内最大连续的载波数量 CC = 1
Class B:  ATBC ≤ 100, 频段内最大连续的载波数量 CC = 2
Class C: 100 < ATBC ≤ 200, 频段内最大连续的载波数量 CC = 2
Class D：200 Class E：300 Class F：400

ATBC除以5得到带宽，例如
Class C的带宽取值范围是20MHz to 40MHz

2. Pcell、Scell以及Serving Cell

每个CC对应的都具有独立的Cell。配置CA的UE一个Pcell最多和4个Scell相 连。而Ue的Pcell和Scell组成了该UE所有Serving Scell集合。

Pcell（Primary Cell）

主小区： 是UE进行初始连接建立的小区，或进行RRC连接重建的小区，或是在handover过 程中指定的主小区。PCell负责与UE之间的RRC 通信。PCell对应的载波单元称为 PCC（Primary Component Carrier）。其中，PCell的下行载波称为DL PCC， PCell的上行载波称为UL PCC。

PCell 是在连接建立（connection establishment）时确定的。SCell 是在初始安全激活流 程（initial security activation procedure）之后，通过 RRC 连接重配置消息 RRCConnectionReconfiguration 添加/修改/释放的。

对于Pcell的初始信息，可以在SIB2中的ul-CarrierFreq和ul-Bandwidth字段中看 到，可以指定下行Pcell对映的上行PCC（仅针对FDD） 。
而TDD是没有这些信息的 。

Scell（Secondary Cell）

辅小区： 是在 RRC 重配置时添加的，用于提供额外的无线资源，SCell 与 UE 之间不存在任何 RRC 通信。SCell 对应的载波单元称为 SCC（Secondary Component Carrier）。其中， SCell 的下行载波称为 DL SCC，SCell 的上行载波称为 UL SCC。

3. Pcell、Scell部署场景

场景1

CC都在同样的频率的band上或者不同band但是彼此靠近。
两个 CC 在频域中位于相同频带或彼此靠近的不同频带上的典型场景； CC1 和 CC2 并 置放置并覆盖，从而提供几乎相同的覆盖范围。

例如，假设在A点处，选择小区 ID 1 作为 PCell，并通过 PCell 添加小区 ID 2 作为 SCell。 当UE 移至 B 点时，它将经历一个切换（HandOver）过程，在此过程中，目 标 PCell 成为小区ID 4。
可以假设 eNB 决定在切换过程中不添加任何 SCell，并且在点 C 将小区ID 3 添加为 SCell。

场景2

频带间载波聚合（intra-CA），CC 在彼此远离的不同频带上

运营商具有不同频带的带宽，并且CC1 和 CC2 被部署为位于同一位置并重叠的 CC。 但是，CC2 在较高的频带上，因此由于较大的路径损耗而具有较小的覆盖范围。 CC1 提供足够的覆盖范围，而 CC2 用于提高吞吐量。
在这种情况下有两种方案：

• 方案 1 –网络选择较低频率的 CC 作为 PCC
• 方案 2 –网络选择频率较高的 CC 作为 PCC，即会有更多HandOver操作

场景3

通过载波聚合降低小区边缘效应 。
载波聚合可用于增加小区边缘的吞吐量（例如，CC1和CC2并置，但CC2天线指向 CC1的小区边界）。

如果载波频率不同，例如 CC1 在较低频段上，则较低频率的载波（CC1）提供足够的覆 盖范围，而 CC2 可能覆盖孔洞。 理想地，移动性切换基于 CC1 覆盖，并且期望在覆盖 重叠的地方聚集同一 eNB 的 CC1 和 CC2 小区。

场景4

带有远程无线电头端（RRH）的载波聚合。

通过使用 RRH，可以使用载波聚合来提高网络的容量。 例如，CC1 提供宏覆盖，而在 CC2 上，RRH 用于提高热点的吞吐量。 移动基于CC1 覆 盖范围执行。

RHH是一个依赖实体，没有 eNB 就无法实现。 这样，在部署场景中，UE 的 PCell 和 SCell 都来自同一 eNB。

4. CA的协议控制

• 载波聚合不会影响 RLC / PDCP / NAS 程序和协议。 载波聚合强制性要求会影响 RRC， MAC 和 PHY 层程序。
• 在 Rel 10 LTE 网络中，每个 CC 都是向后兼容的。 由于载波聚合，预占，注册或空闲 模式过程（IMP）不会发生变化。 本质上，在 RRC 空闲模式下没有针对UE 的载波聚合。
• 只有属于同一 eNB 的 CC 才可以在 RRC 连接模式下聚合； 这些CC 被假定为已同步， UE 的延迟差高达 31.3μs。
• 在建立 RRC 连接时，具有 RRC 连接的服务小区被假定为 PCell。 已配置用于载波聚合 的 UE 连接到一个 PCell 和最多四个 SCell。

4.1 Camping/Connetion Establishment:

• PCell 在安全性，上层系统信息和某些下层功能方面起着至关重要的作用，因为它与 UE 具有唯一的 RRC 连接。
• SCell 可以在建立连接后配置，为了提供其他无线电资源，并且可以通过 MAC信令激活/停 用。
• UE 和 PCell 之间应该只有一个 RRC 连接，即，UE和 SCell 之间没有建立信令无线承载 （SRB）。
• 在 PCell 及其所有配置的 SCell 中，UE 的身份（C-RNTI）相同。
• PCell 和为UE 配置的所有 SCell 均已同步。
• 帧定时，SFN 和 TDD-Config 在可以聚合的单元之间对齐。

4.2 CC Management/SCell Addition/Release:

• RRC 层负责更改 PCell 以及 SCell 的添加，修改和发布。
• UE 仅对Pcell运行Si的获取以及对Pcell遥控流程控制。
• 对于 SCell，eUTRAN 在添加 SCell 时通过专用信令提供与 RRC_CONNECTED 中的操作相关的所有 SI。
• 可以使用 RRCConnectionReconfiguration 消息通过网络添加，发布或修改 SCell，并带有或不带有移动性控制信息。

4.3 Handover/Measurements：

• 流动性管理（HandOver）

  • PCell 只能通过网络控制的切换来更改。
  • 没有针对 SCell 的切换。
  • HandOver是带有移动性控制信息的 RRCConnectionReconfiguration 消息。

• 测量报告（Measurements）

  • Rel8 的测量事件适用于配置了载波聚合的UE。
  • 每个测量 ID 最多有一个服务小区（PCell 或 SCell）。
  • 新的测量事件 A6 被定义为“相对于 SCell，频率内变得比偏移更好。”
  • Rel10中针对载波聚合修改了一些测量事件的定义。

4.4 SCell激活

SCell 激活和停用

• 可以通过 MAC 控制元素激活/禁用 SCell。
• UE 为每个已配置的 SCell 维护一个 SCellDeactivationTimer 计时器，并在到期时停用关联的 SCell。
• 如果在子帧 n 中接收到激活 SCell 的 MAC 控制元素，则 SCell 必须准备好在子帧 n + 8 中进行操作。 从该子帧，UE 将监视与新激活的 SCell 相对应的 PDCCH。 SRS 传输也从该子帧开始。
• 如果 MAC 控制元素在子帧 n 中停用了 SCell，则所有 SRS 传输都应在子帧 n + 8 中停 止。
• 当发生包括移动性控制信息（即HandOver）的 RRC 重新配置时，所有 SCell 均应停用。

SCell的激活和去激活流程