基于載波聚合技術的FDD-LTE網絡設計方案

張帆

（陜西郵電職業技術學院 陜西 咸陽 712000）

基于載波聚合技術的FDD-LTE網絡設計方案

張帆

（陜西郵電職業技術學院 陜西 咸陽 712000）

為滿足LTE高速率的要求和頻譜的限制，提出了載波聚合技術。對載波聚合技術特點、類型和應用場景進行分析，通過一個Band 3（1.8 GHz）+Band 3（1.8 GHz）帶內連續載波的組合設計方案案例，網絡環境選取可用的測試點和測試卡對10 M頻段與FDD的20 M頻段進行載波聚合，采用工具進行驗證，可得小區下載速率達到理論峰值，測試效果明顯。

載波聚合；FDD-LTE；技術特點；設計方案

為了滿足LTE-A下行峰速1 Gbps，上行峰速500 Mbps的要求，需要提供最大1 000 MHz的傳輸帶寬，但由于頻譜限制及非連續性，每個單一頻段都難以滿足用戶LTE-Advanced對帶寬的需求，因此3GPP組織在Rel.10（TR36.913）中提出了載波聚合（CA：Carrier Aggregation）技術[1]，通過多個載波聚合獲取更大的傳輸帶寬，從而獲取高的峰值速率和解決碎片化頻譜問題[2-4]。

1 載波聚合技術方案

載波聚合是指基站根據UE能力將2個或更多（協議設計最多支持5個的載波聚合在一起以支持更大的傳輸帶寬（最大為100 MHz）。每一聚合的載波稱為分量載波（CC：Component Carrier）；每個分量載波的帶寬可以是5 MHz、10 MHz、15 MHz或20 MHz。

載波聚合應用場景有兩種[5-7]：第一種雙載波宏網覆蓋，城區雙載波覆蓋從而提升單用戶峰值速率；存在一定的調度增益可提升小區總吞吐量；適合城區覆蓋。另一種是宏微組網，可以滿足熱點容量的擴展需求；可下行載波聚合；適用于企業學校等熱點區域覆蓋。根據場景可分為如下表1幾種方案[8-10]。

1）FDD Band1+Band3載波聚合實驗方案

此方案已于2014年順利通過網研院組織的實驗室測試，2015年做外場測試，以便針對載波聚合的性能進行新技術研究，積累建設和維護經驗；

測試基站配置：新建FDD 2.1G RRU和天饋，利用現網FDD 1.8G BBU設備，將新建2.1G RRU連接到現網FDD 1.8G BBU上即可，方案如圖1所示。

2）FDD Band3帶內載波聚合實驗方案

此方案已于2013年順利通過實驗室測試，2015年做了外場測試，以便針對載波聚合的性能進行新技術研究，積累建設和維護經驗；

測試基站配置：現網RRU支持40 MHz IBW，可配置20 MHz+10 MHz雙載頻，如果FSMF已經配置支持第2載頻的容量（FBBA/FBBC），則無需新建設備。

3）FDD B3+TDD B41載波聚合實驗方案

2015年計劃參與網研院組織的實驗室測試和外場測試；

測試基站配置：無需新建設備，在FDD BBU和TDD BBU間增加連接光纖即可，方案如圖2所示。

表1 載波聚合方案

圖1 FDD Band1+Band3載波聚合實驗方案

圖2 FDD B3+TDD B41載波聚合實驗方案

其他測試環境改造需求:傳輸接口S1帶寬按照不同載波聚合組合所需的空口速率進行擴容。需要制作相應測試卡需HLR開通大于300 M的速率。

2 基于載波聚合技術的FDD-LTE網絡覆蓋方案

協議規定了多種可進行載頻聚合的頻段組合[11-13]，本次LTE載波聚合設計方案主要使用Band 3（1.8 GHz）+Band 3（1.8 GHz）帶內連續載波的組合方式。

2.1 網絡結構及測試

本次測試的站點，對現網基站R8862 S1800進行多載波配置從而實現一個RRU上2個不同頻點的載波聚合[14-15]。按照目前頻段劃分，某運營商FDDLTE網絡目前使用帶寬為1 840～1 860 MHz、GSM1 800網絡目前使用的帶寬為1 830～1 840 MHz，將原有室內分布系統的G1 800設備下電 （3G良好覆蓋為前提），清出10M頻段與FDD的20 M頻段進行載波聚合實驗。頻率帶寬信息如表2所示。

表2頻率帶寬信息

測試點兩個頻段的SINR較好，進行FTP下載測試，1.8 G小區（20 M）和1.8 G（10 M）小區的下載峰值速率分別為149.263 Mbps和72.11 Mbps，下載平均速率分別為137.08 Mbps和70.05 Mbps。

另終端在核心網開戶要求AMBR下行大于225 Mbit/s，上行大于100 Mbit/s，從圖3中可以看出，本次測試卡簽約速率下行速率300 Mbit/s，上行速率為100 Mbit/s，滿足測試要求。

2.2 測試結果

2.2.1 載波聚合速率測試

測試終端連接到測試工具，現場進行FTP下載測試，可看到峰值下載速率達到231.3 Mbps，下載平均速率為220.2 Mbps，達到理論峰值速率225 Mbps，下載速率穩定，具體如圖4所示。

圖3 測試卡簽約速率

圖4 載波聚合速率測試結果

選取多個好點進行測試，載波聚合后峰值速率速率均達到220 Mbps，達到預期測試結果。

2.2.2 功能測試：SCell（輔小區）增加

1.8 G（20 M）與1.8 G（10 M）兩個小區是同覆蓋關系，所以后臺鄰區配置為同覆蓋，UE在初始接入之后，eNodeB即通過RRC連接重配置消息通知UE添加輔載波。如圖5所示。

圖5 輔小區的增加

3 結 論

載波聚合后，小區服務性能方面遠超普通小區，上下載峰值速率達到231.3 Mbps，達到理論峰值速率；下載平均速率為220.2 Mbps，速率穩定，達到測試效果。

[1]程順川.載波聚合技術在LTE-Advanced系統中的性能研究[D].北京：北京郵電大學，2010.

[2]劉繼興.一種異系統載波聚合技術 [J].電信網技術，2014（3）:86-87.

[3]蘇蕾，江巧捷.載波聚合技術在LTE-Advance中應用[J].信息通信，2014（11）：199-200.

[4]吳義壯，艾渤，鐘章隊.LTE-Advanced系統中載波聚合技術的安全研究[J].信息與電子工程，2012（1）：51-55.

[5]劉思楊.載波聚合技術對LTE-Advanced空口協議帶來的挑戰[J].電信網技術，2010（4）：24-29.

[6]黃翠霞，曹亙，張欣，等.LTE-Advanced系統中載波聚合技術性能研究 [J].郵電設計技術，2010（7）：10-14.

[7]張麗娟，侯曉赟.LTE-A載波聚合技術的最新研究進展[J].通信技術，2012（9）：112-114.

[8]張艷.基于載波聚合的LTE-Advanced系統載波資源調度研究[D].哈爾濱：哈爾濱工業大學，2011.

[9]朱衛杰.基于載波聚合技術的LTE-A系統中資源調度與管理[D].南京：南京郵電大學，2014.

[10]田維新.LTE-Advanced系統中載波聚合技術的研究[D].西安：西安電子科技大學，2013.

[11]王超.面向LTE-Advanced的增強MIMO和載波聚合技術研究與仿真評估[D].北京：北京郵電大學，2012.

[12]段曉宇.基于LTE-A系統級仿真的載波聚合技術研究[D].北京郵電大學，2013.

[13]劉朝生.OFDM系統中的載波聚合技術研究[D].成都：電子科技大學，2010.

[14]舒維瑩.基于多載波聚合技術的頻點分配和保護帶寬設計[D].武漢：武漢理工大學，2012.

[15]程順川.載波聚合技術在LTE-Advanced系統中的性能研究[D].北京：北京郵電大學，2010.

Design scheme of FDD-LTE network based on carrier aggregation technology

ZHANG Fan
（Shaanxi Post and Telecommunication College，Xianyang 712000，China）

The requirement of LTE high speed rate and the limit of frequency spectrum，the carrier aggregation technique is proposed.Analysing the characteristics and types and application scenarios of the carrier aggregation technology，and a case of Band 3（1.8GHz）+Band 3（1.8 GHz）combined design with continuous carrier is taken which Network environment to select the available test points and test card to the 10M band and 20M FDD band carrier aggregation.Using tools to verify，the rate of residential area to reach the peak value is got，and the test results are clear.

carrier aggregation；FDD-LTE；technical characteristics；design scheme

TN929.533

：A

：1674－6236（2017）03-0093-03

2016-02-06稿件編號：201602023

陜西省教育廳專項科研計劃項目（15JK1252）

張 帆（1981—），女，山東青島人，碩士，講師。研究方向：移動通信，通信電子。