頻帶聚合技術在LTE-Advanced系統中的應用

　　2.3 上下行非對稱CA

　　在現在的3GPP會議中，已達成共識：LTE-Advanced系統支持上下行非對稱CA，即UE上下行聚合的載波段數目可以不同。例如：UE下行傳輸需要40 MHz的帶寬，并聚合兩個20 MHz的載波段;而上行傳輸則需要20 MHz帶寬，這時需考慮的是：采用一個20 MHz的載波段還是采用兩個10 MHz的載波段聚合。前者峰值速率高，峰均功率比(PAPR)低，控制信道開銷小，分集增益更明顯[6]，所以LTE-Advanced支持上下行非對稱 CA系統增益明顯。

　　2.4 L1/L2控制信令傳輸

　　方案1：控制信令在所有基本載波塊上傳輸。能得到很好的分集增益，但需要定義信道控制指示映射到多個傳輸塊和新的物理下行控制信道(PDCCH) bit定義。

　　方案2：控制信令只在一個基本載波塊上傳輸。沒有分集效果，信道控制指示與LTE release 8定義相同。PDCCH bit定義需要做出相應修改，能夠傳輸多個基本載波塊上的控制信息。

　　方案3：控制信令在所有基本載波塊上傳輸。與方案1相同，每個基本載波塊上傳輸的控制信令只是控制本載波的，所以沒有分集效果。但是它的兼容性好，不需要修改LTE現有協議。

　　3 頻帶聚合技術存在的問題

　　3.1切換控制

　　為了保持業務的連續性，LTE-Advanced UE在切換時要保持一致的數據速率。如果UE在本小區使用CA，那么切換到的目標小區仍然需要為此UE提供CA服務，這就涉及到大量信令交互，eNodeB需要足夠的頻譜資源調度UE切換。在選擇切換前，UE需要得到鄰小區多個載波段的資源信息，綜合考慮導頻信號強度和頻帶占用情況，選擇合適的小區進行切換。鄰小區列表和鄰小區分配的載波段都要通過廣播或者專用信道通知UE，LTE release 8的關于切換的信令定義也要做出修改。與原來的單載波切換不同，CA里不同的載波段頻點不同，頻率衰落特性也會有所差別，因此覆蓋范圍也不相同，UE切換時不同載波段的切換時間也有先后，這時就會造成UE數據的多基站傳輸。

　　3.2 保護帶寬

　　在LTE-Advanced系統中，離散頻帶聚合的載波段頻點間隔較遠，所以無需考慮相互間干擾的問題。但是在高速移動的環境下，多普勒頻移會影響臨近頻帶的正交性，造成系統內干擾。因此連續頻帶聚合需要考慮在載波段間設計保護間隔(FA)，減少頻帶間干擾的影響。根據現有協議，為了抑制LTE系統的帶外輻射，需要傳輸帶寬的10%作為保護間隔，防止載波間干擾。利用MATLAB軟件搭建鏈路級仿真平臺，評估了有無頻帶保護間隔及不同調制方式下，多普勒頻移對系統誤比特率的影響。仿真考慮了3個連續載波段，每個載波段帶寬為18 MHz。無保護間隔時，3個載波段連續相接;有保護間隔時，每個載波段兩邊各設立1 MHz的保護帶寬，最后統計誤比特率只計入中間載波的性能。仿真平臺包括信號產生、信道編碼、交織、調制、逆快速傅里葉變換(IFFT)、信道產生及加性噪聲、FFT、檢測、解調、解交織、信道譯碼、信號判決模塊。具體仿真參數如表1所示。

　　由圖6看出，保護帶寬對系統的信噪比(SNR)-誤比特率(BER)曲線影響不大。只有在高信噪比時，沒有保護帶寬會造成誤比特率的輕微上升。這與 DoCoMo公司在加性白噪聲(AWGN)信道下的評估結論一致[7]。如果取消連續載波段之間的保護間隔對系統性能的影響不會很大。

　　4 結束語

　　頻帶聚合技術作為未來LTE-Advanced系統重要組成部分，重點解決了高速數據業務的傳輸問題，并對LTE遺留的UE有較好的兼容性。連續頻帶聚合和離散頻帶聚合都應被支持，相對連續頻帶聚合，離散頻帶聚合更適合運營商在實際系統中使用，但面臨更多的技術挑戰。引入CA后，還需考慮切換控制和載波帶寬等問題，修改相應協議，以保證數據傳輸的有效性和可靠性。