频带聚合技术在LTE-Advanced系统中的应用
2.3 上下行非对称CA
在现在的3GPP会议中，已达成共识：LTE-Advanced系统支持上下行非对称CA，即UE上下行聚合的载波段数目可以不同。例如：UE下行传输需要40 MHz的带宽，并聚合两个20 MHz的载波段；而上行传输则需要20 MHz带宽，这时需考虑的是：采用一个20 MHz的载波段还是采用两个10 MHz的载波段聚合。前者峰值速率高，峰均功率比(PAPR)低，控制信道开销小，分集增益更明显[6]，所以LTE-Advanced支持上下行非对称 CA系统增益明显。
方案1：控制信令在所有基本载波块上传输。能得到很好的分集增益，但需要定义信道控制指示映射到多个传输块和新的物理下行控制信道(PDCCH) bit定义。
方案2：控制信令只在一个基本载波块上传输。没有分集效果，信道控制指示与LTE release 8定义相同。PDCCH bit定义需要做出相应修改，能够传输多个基本载波块上的控制信息。
方案3：控制信令在所有基本载波块上传输。与方案1相同，每个基本载波块上传输的控制信令只是控制本载波的，所以没有分集效果。但是它的兼容性好，不需要修改LTE现有协议。
3 频带聚合技术存在的问题
3.1切换控制
为了保持业务的连续性，LTE-Advanced UE在切换时要保持一致的数据速率。如果UE在本小区使用CA，那么切换到的目标小区仍然需要为此UE提供CA服务，这就涉及到大量信令交互，eNodeB需要足够的频谱资源调度UE切换。在选择切换前，UE需要得到邻小区多个载波段的资源信息，综合考虑导频信号强度和频带占用情况，选择合适的小区进行切换。邻小区列表和邻小区分配的载波段都要通过广播或者专用信道通知UE，LTE release 8的关于切换的信令定义也要做出修改。与原来的单载波切换不同，CA里不同的载波段频点不同，频率衰落特性也会有所差别，因此覆盖范围也不相同，UE切换时不同载波段的切换时间也有先后，这时就会造成UE数据的多基站传输。
3.2 保护带宽
在LTE-Advanced系统中，离散频带聚合的载波段频点间隔较远，所以无需考虑相互间干扰的问题。但是在高速移动的环境下，多普勒频移会影响临近频带的正交性，造成系统内干扰。因此连续频带聚合需要考虑在载波段间设计保护间隔(FA)，减少频带间干扰的影响。根据现有协议，为了抑制LTE系统的带外辐射，需要传输带宽的10%作为保护间隔，防止载波间干扰。利用MATLAB软件搭建链路级仿真平台，评估了有无频带保护间隔及不同调制方式下，多普勒频移对系统误比特率的影响。仿真考虑了3个连续载波段，每个载波段带宽为18 MHz。无保护间隔时，3个载波段连续相接；有保护间隔时，每个载波段两边各设立1 MHz的保护带宽，最后统计误比特率只计入中间载波的性能。仿真平台包括信号产生、信道编码、交织、调制、逆快速傅里叶变换(IFFT)、信道产生及加性噪声、FFT、检测、解调、解交织、信道译码、信号判决模块。具体仿真参数如表1所示。
由图6看出，保护带宽对系统的信噪比(SNR)-误比特率(BER)曲线影响不大。只有在高信噪比时，没有保护带宽会造成误比特率的轻微上升。这与 DoCoMo公司在加性白噪声(AWGN)信道下的评估结论一致[7]。如果取消连续载波段之间的保护间隔对系统性能的影响不会很大。
4 结束语
频带聚合技术作为未来LTE-Advanced系统重要组成部分，重点解决了高速数据业务的传输问题，并对LTE遗留的UE有较好的兼容性。连续频带聚合和离散频带聚合都应被支持，相对连续频带聚合，离散频带聚合更适合运营商在实际系统中使用，但面临更多的技术挑战。引入CA后，还需考虑切换控制和载波带宽等问题，修改相应协议，以保证数据传输的有效性和可靠性。
5 参考文献
[1] Ericsson.Carrier Aggregation in LTE-Advanced[C]//3GPP TSG RAN WG1 Meeting #53bis,?Jun 30-Jul 4, 2008,
[2] NTT DoCoMo. Update Views on Support of Wider Bandwidth in LTE-Advanced[C]// 3GPP TSG RAN WG1 Meeting #54, Aug 18-22, 2008.Jeju, Korea.2008: R1-083678.
[3] Qualcomm Europe. Carrier Aggregation Operation in LTE-A [C]// 3GPP TSG RAN WG1 Meeting #54, Aug 18-22, 2008,Jeju, Korea.2008: R1-083193.
[4] LG Electronics.?Carrier Aggregation Operation and Control Signaling for LTE-A[C]// 3GPP TSG RAN WG1 Meeting #54, Aug 18-22, 2008,Jeju, Korea.2008:R1-082946.
[5] CHTTL KDDI.?Considerations on Spectrum Aggregation in LTE-Advanced[C]// 3GPP TSG RAN WG1 Meeting #54, Aug 18-22, 2008,Jeju, Korea.2008: R1-083105.
[6] Panasonic. Support of UL/DL Asymmetric Carrier Aggregation[C]// 3GPP TSG RAN WG1 Meeting #54, Aug 18-22, 2008,Jeju, Korea.2008: R1-082999.
[7] NTT DoCoMo. Update Views on Support of Wider Bandwidth in LTE-Advanced[C]// 3GPP TSG RAN WG1 Meeting #54bis, Sep 29-Oct 3, 2008, Prague,Czech.2008: R1-083677.
张翔，北京邮电大学博士研究生；主要从事TD-HSPA+和TD-LTE系统关键技术研究；现已在国际国内期刊和会议上发表论文10篇，申请专利6项。
王文博，教授、博士生导师、北京邮电大学研究生院常务副院长、国务院“信息与通信工程” 学科评议组成员、国家级首批高等学校特色专业“通信工程”建设项目负责人；现主要从事的科研和教学工作包括移动通信无线传输理论和无线通信网络理论等；已发表论文200篇、独著或合作出版专著和教材10部。
彭木根，北京邮电大学副教授、博士生导师；长期从事网络规划优化、无线网络协同信息理论、网络编码、无线网络自组织技术等的研发工作；主持和完成了包括国家自然科学基金、科技部“863”项目、国家科技支撑计划、国际科技重大专项等多项国家和部级科研项目；发表论文80余篇、SCI检索20余篇、 EI检索50余篇、出版学术专著8本、译著3本，申请科技发明专利40余项。