【5G之道】第十二章:載波聚合

2020-10-09 14:00:29
方案結構總覽:

載波聚合實質上是複製每個組分載波的MAC和PHY處理,同時保持無線鏈路控制RLC;

MAC實體負責從每個組分載波的每個流中方法資料;

RLC重傳不繫結到特定的組分載波上,RLC重傳可以使用與原始傳輸不同的組分載波;

主組分載波和輔組分載波:

能夠進行載波聚合的裝置有一個下行鏈路主組分載波和與之相關聯的上行鏈路主組分載波;

它可以在每個方向上具有一個或多個輔組分載波;

不同裝置可以具有不同的主組分載波,主組分載波設定是裝置特定的;
所有空閒模式過程僅適用於主組分載波,輔組分載波僅適用於處於RRC_CONNECTED狀態的裝置;

載波聚合是特定於裝置的,不同的裝置設定使用不同的組分載波集;
一些裝置可以在多個組分載波上進行傳送/接收,其他裝置僅在單個載波上進行傳送/接收;

自排程和跨載波排程:

每個組分載波在與資料相同的組分載波上或在與資料不同的組分載波上被單獨的分配排程/授權;

對於自排程,下行排程分配對於傳送它們的組分載波是有效的;下行和上行組分載波之間存在關聯,每個上行組分載波具有相關聯的下行組分載波;
對於跨載波排程,在傳送(E)PDCCH的組分載波以外的組分載波上傳送下行鏈路PDSCH或上行鏈路PUSCH,PDCCH中的載波指示提供PDSCH或PUSCH的組分載波資訊;

是否使用跨載波排程由更高層信令進行設定的;無論使用自排程還是跨載波排程,在上行主載波上均傳送混合ARQ反饋;帶來兩個問題:
在哪個上行子幀主組分載波上傳送與輔組分載波上的子幀n中的資料傳輸相關的混合ARQ確認;在子幀n中接收到的排程許可與哪個子幀相關。

FDD的載波聚合排程定時:

多個FDD組分載波聚合的基準是利用沒有載波聚合的情況下排程和重傳的相同定時關係;下行排程分配和相關聯的資料都在子幀n中傳送,並且在上行n+4子幀中傳送所得到的確認;

TDD的載波聚合排程定時:

在自排程情況下,包括PHICH的排程分配和授權的定時是直接的,並且使用與無載波聚合情況相同的定時關係;

下行傳輸意味著裝置需要在主組分載波上的PUCCH上進行混合ARQ確認;
使用相容主組分載波和所有輔組分載波的混合ARQ定時的參考設定來推匯出輔組分載波的混合ARQ定時關係;

在跨載波排程的情況下,定時是由其他排程載波傳送(E)PDCCH的載波的設定給出的,定時遵循排程載波的設定,即傳送PUSCH的載波;混合ARQ確認不需要參考設定,移位下行傳送的每個組分載波的排程定時是跟隨主組分載波的;

FDD和TDD載波聚合的排程定時:

使用FDD為主組分載波的FDD和TDD組分載波聚合的情況下,總是存在可用的上行子幀,因此可以使用FDD定時來傳送混合ARQ確認,包括PHICH在內的排程分配和授權遵循輔組分載波的時間;

使用TDD為主組分載波的FDD和TDD組分載波聚合的情況下,下行分配和上行授權的定時是直接的,並且重新使用FDD定時,即在子幀n中接收到的上行排程許可意味著子幀n+4中的上行傳輸;這適用於自排程和跨載波排程;

PHICH定時不遵循FDD定時,PHICH在接收到上行資料之後的6個子幀上傳送;不用n+4的FDD定時,是為了保證存在傳送PHICH的下行子幀;

非連續接收和組分載波去啟用:

非連續接收DRX,主要是為了減少裝置功耗;
LTE支援下行組分載波的去啟用;停用的組分載波維持RRC的設定,但不能用於PDCCH或PDSCH的接收;

下行組分載波的啟用和去啟用通過MAC控制單元完成,還有一種基於定時器的去啟用機制;

主組分載體總是處於啟用狀態,因為網路必須與裝置通訊;
下行組分載波啟用與去啟用狀態,相應的上行組分載波會同步狀態;

下行鏈路控制信令:

載波聚合在沒有聚合的情況下,使用相同的一組L1/L2控制通道(PCFICH,EPDCCH,PDCHH和PHICH);

PCFICH:

每個組分載波有一個PCFICH;使用單獨信令來指示不同組分載上的控制區域大小,不同的組分載波上控制區域大小可能不同;

不同組分載波具有不同的物理層小區標識,所以組分載波的位置和加擾可能不同;

對於跨載波排程的傳輸,不從該組分載波的PCFICH上獲取資料區開始,而是基於半靜態設定;半靜態設定值可能與承載PDSCH傳送的組分載波的PCFICH上的信令不同;

PHICH:

要監視的PHICH資源是從相應的上行PUSCH傳送的第一資源塊的數量匯出的,發生在參考訊號相位的相位旋轉作為上行授權的信令的一部分;

不使用跨載波排程,每個上行組分載波在其對應的下行鏈路組分載波上被排程,不同的上行組分載波具有不同的PHICH資源;

使用跨載波排程,需要在單個下行組分載波上確認多個上行組分載波上的傳送;

PDCCH和EPDCCH:

(E)PDCCH攜帶下行控制資訊;

對於自排程,由於每個組分載波本質上是獨立的,至少從下行控制信令的角度來看,對(E)PDCCH處理沒有主要影響;

為了信令傳輸的目的,組分載波被編號;主組分載波總是編號為0,不同的輔組分載波通過特定於裝置的RRC信令被分配為唯一的編號;

無論是否使用跨載波排程,組分載波上的PDSCH/PUSCH只能被一個組分載波排程;

關於盲解碼和搜尋空間,每個聚合級別和每個組分載波上可以接收一個裝置專用搜尋空間;

使用載波聚合的裝置,導致盲解碼嘗試次數增加,因為需要監視沒餓過組分載波的排程分配/授權;支援多達32個組分載波,盲解碼數量為1036;
公共搜尋空間僅限於在主組分載波上的傳送;在公共搜尋空間中監視的DCI格式中,載波指示欄位從不存在;

每個聚合級別和用於排程PDSCH/PUSCH的組分載波均有一個裝置特定的搜尋空間;

不同組分載波的搜尋空間可能在某些子幀中存在重疊;

上行鏈路控制信令:

載波聚合意味著裝置需要傳送與多個DL-SCH上的資料同時接收有關的確認,必須支援上行中多於兩個混合ARQ確認的傳輸;還需要提供多於一個下行載波相關聯的CSI反饋;

PUCCH上的混合ARQ確認:
載波聚合意味著傳給eNodeB的混合ARQ確認數量的增加;
PUCCH格式1可以通過使用資源選擇來支援上行中的兩個位元,其中部分資訊由所選擇的PUCCH資源傳送,部分由選擇的資源上傳送的位元來傳送;
對於4bit以上,資源選擇效率較低,並且使用了PUCCH格式3,4,5;
要使用的PUCCH資源由ARI確定;
要傳送的混合ARQ確認的集合需要編碼成一組位元,並使用PUCCH格式3,4,5進行傳送;

PUCCH上的CSI報告:

所有下行鏈路組分載波都需要基於傳輸主組分載波上所有反饋的CSI報告;因此,需要一個處理多個CSI報告的機制;

針對不同組分載波的CSI報告在不同子幀中傳輸;

CSI位元與確認位元和排程請求位元結合,並且使用PUCCH格式3,4,5進行傳送;

如果是PUCCH格式3的級聯資訊位元數大於22bit,則在級聯之前用確認位元的捆綁以減少有效載荷大小;在有效載荷仍然大於22bit的情況下,CSI被丟棄,並且僅輸送確認;

PUSCH上的控制信令:

對於載波聚合,控制信令僅在一個上行組分載波上進行時分多路複用,不能在多個上行組分載波上分離PUSCH上行控制資訊;

定時提前和載波聚合:

對於載波聚合,可以存在從單個裝置傳送多個組分載波;對所有上行組分載波應用相同的定時提前值;

允許針對不同組的組分載波有不同的定時提前命令;

上行組分載波通過RRC信令被半靜態的分組到定時提前組,同一組中的所有組分載波都有相同的定時提前命令;