頻帶聚合技術(shù)在LTE-Advanced系統(tǒng)中的應(yīng)用

　　方案3：如圖4[3]、圖5[3]所示，適當(dāng)減少每個(gè)載波段的帶寬，減少其中子載波數(shù)目，并保證每個(gè)載波段的中心頻點(diǎn)是100 kHz的整數(shù)倍。新的帶寬需要在協(xié)議中定義，UE的復(fù)雜度和兼容性都需要被重新考慮。

　　3種連續(xù)頻帶聚合方案比較：

　　兼容性方面：方案1中LTE遺留的UE只支持在中心載波段傳輸數(shù)據(jù)，而方案2和方案3支持在任意載波段傳輸數(shù)據(jù)。

　　LTE-Advanced UE的載波柵格：方案2和方案3可以直接使用LTE release 8的100 kHz載波柵格，而方案1需要對(duì)現(xiàn)有協(xié)議進(jìn)行修改。

　　保護(hù)帶寬：方案1和方案3的保護(hù)帶寬與LTE release 8相比沒(méi)有減少，而方案2的保護(hù)帶寬減少了。

　　方案2需要考慮在載波段之間新加入的子載波如何使用，只是一些空載波還是傳一些數(shù)據(jù)或者是信令。方案3因?yàn)槊總€(gè)載波段的帶寬不是20 MHz，所以需要考慮對(duì)載波段帶寬重新定義。綜合考慮上述3種方案，方案2和方案3應(yīng)該被進(jìn)一步研究，選擇其中一個(gè)作為頻帶聚合的基本標(biāo)準(zhǔn)。

　　1.2 離散頻帶聚合

　　從運(yùn)營(yíng)商的角度考慮，離散頻帶聚合更適合在實(shí)際網(wǎng)絡(luò)中使用。在現(xiàn)實(shí)網(wǎng)絡(luò)中，尋找足夠大的連續(xù)頻帶十分困難，并且如果將大量連續(xù)帶寬分配給個(gè)別用戶，網(wǎng)絡(luò)的公平性和有效性將被破壞?；诂F(xiàn)有2G、3G系統(tǒng)頻帶的使用情況，在未來(lái)的LTE-Advanced系統(tǒng)中： 一是運(yùn)營(yíng)商希望復(fù)用其中一些離散的未使用頻帶;二是為LTE-Advanced分配的頻帶本身就離散在整個(gè)頻域，所以離散頻帶聚合技術(shù)顯得尤為重要[5]。

　　WRC07為L(zhǎng)TE-Advanced新分配的帶寬，不是很大且不連續(xù)，頻點(diǎn)相隔也較遠(yuǎn)。因此，路徑損耗模型、多普勒頻移和功控算法需要重新檢驗(yàn)。資源分配算法也需要根據(jù)頻譜衰落特性做出相應(yīng)的調(diào)整。例如，因低頻段的傳播損耗較小，傳輸時(shí)能夠使用更高的調(diào)制編碼方式，所以較低的頻帶應(yīng)聚合為優(yōu)先級(jí)較高或者有大量數(shù)據(jù)待傳的室外用戶服務(wù)，而頻率較高的頻帶聚合主要用于室內(nèi)覆蓋和室外一般性覆蓋。

　　現(xiàn)有的功控算法主要基于估計(jì)的鏈路預(yù)算，而這些公式中很少考慮頻率對(duì)發(fā)射功率設(shè)置的影響。對(duì)于離散頻帶聚合，新的功控算法需要聯(lián)合考慮多個(gè)載波段上的衰落特性，設(shè)置LTE-Advanced系統(tǒng)上下行合適的發(fā)射功率。

　　2 載波聚合的研究現(xiàn)狀

　　2.1 MAC層和物理層接口

　　LTE-Advanced系統(tǒng)使用CA后，某個(gè)物理實(shí)體將數(shù)據(jù)進(jìn)行分流，并在不同的載波段上傳輸。

　　方案1：媒體訪問(wèn)控制(MAC)層完成數(shù)據(jù)流的聚合并分配到相應(yīng)的載波段上。

　　方案2：物理層完成數(shù)據(jù)流的聚合并分配到相應(yīng)的載波段上。

　　方案1中，不同的載波段傳輸?shù)燃?jí)有所不同，且采用不同的多輸入多輸出(MIMO) 模式和調(diào)制編碼方式;數(shù)據(jù)分流在MAC層完成，不會(huì)改變每個(gè)載波段現(xiàn)有的物理層設(shè)計(jì)、傳輸塊大小和軟緩存大小，并使得LTE的軟件和硬件設(shè)備可以在 LTE-Advanced系統(tǒng)中繼續(xù)使用;每個(gè)載波段的混合自動(dòng)重傳請(qǐng)求(HARQ)過(guò)程也是相互獨(dú)立的，確認(rèn)/非確認(rèn)(ACK/NACK)反饋流程和信道設(shè)置可以沿用LTE release 8的協(xié)議規(guī)定;MAC層和無(wú)線鏈路控制(RLC)層沒(méi)有受到影響，不會(huì)修改協(xié)議數(shù)據(jù)單元(PDU)的大小。

　　方案2中，所有載波段的傳輸?shù)燃?jí)相同，并使用相同的調(diào)制編碼方式;數(shù)據(jù)分流在物理層完成，并需要相應(yīng)調(diào)整現(xiàn)有的物理層設(shè)計(jì);協(xié)議和設(shè)備修改量大;多個(gè)載波段采用一個(gè)HARQ進(jìn)程，即所有載波段只有一個(gè)ACK/NACK;MAC層和RLC層會(huì)受到CA的影響，PDU會(huì)明顯超過(guò)LTE release 8定義的大小。

　　從應(yīng)用前景和標(biāo)準(zhǔn)化的角度考慮，方案1有明顯的優(yōu)勢(shì)，因?yàn)檩d波段的頻點(diǎn)不同，衰落特性也不同;方案2采用一樣的調(diào)制編碼方式，勢(shì)必會(huì)造成一些傳輸特性比較好的頻帶資源浪費(fèi)。在HARQ過(guò)程中，如果所有載波段采用一個(gè)HARQ進(jìn)程，那么所有載波段的傳輸正確性只能用一個(gè)ACK或NACK指示。如果一個(gè)載波段傳輸錯(cuò)誤并反饋給了NACK，則所有的數(shù)據(jù)都要重發(fā)，這樣操作就會(huì)造成物理資源的大量浪費(fèi)。綜上所述，方案1適合在LTE-Advanced系統(tǒng)中使用。

　　2.2 廣播信道配置

　　使用CA技術(shù)后，會(huì)存在多個(gè)載波段。廣播信道可以在每個(gè)載波段的中心頻點(diǎn)分別發(fā)射，也可以只在所有載波段的中心頻點(diǎn)發(fā)射一次。前者的兼容性好，LTE遺留的UE可以在任意載波段接入，但可能會(huì)造成信令開(kāi)銷(xiāo)大，資源浪費(fèi)較多;后者兼容性差，LTE遺留的UE只能接入中心的載波段，或者在使用其它載波段前先跳頻到中心頻點(diǎn)獲取廣播信息。因?yàn)閺V播信息在整個(gè)CA的帶寬內(nèi)只傳輸了一次，所以信令開(kāi)銷(xiāo)小，資源利用率高。