5G中载波聚合的力量

5G中载波聚合的力量\o"5G"#5G\o"载波聚合"#载波聚合5G载波聚合部署重要性一位智者曾说过,当运营商开启5G载波聚合后就没有什么是不可能！虽然此言可能不是全真的,但信息100%正确。5G的载波聚合可以帮助运营商在扩大覆盖范围和增加网络容量中发挥重要作用。让我们首先看看，什么是完全协调的多层5G网络？它分为三层其中每一层都有自己的一组特征和优势，结构如下图1所示。

1:运营商启用载波聚合的5G网络多层5G网络中：5G低频段(低于7GHz,频分双工,FDD)是最常部署的频段；它具有较低频率，可提供广泛的覆盖区域，但是容量有限。5G中频(低于7GHz,时分双工,TDD)是5G部署的最佳选择。与低频段相比其具有更高的带宽和容量，而它的上行覆盖范围比低频段有限。5G高频段或毫米波(24GHz以上)提供了前所未有的峰值速率和低延迟，但与中低频段相比上行链路覆盖范围较差。为了支持从低于1GHz载波频率到具有非常宽频谱分配的毫米波(mmWave)在5G中广泛部署,3GPP定义了灵活的参数集。其中从15kHz到240kHz的一系列子载波间隔(SCS)和不同的时隙长度(见表1.1和1.2所示)。而LTE仅支持固定为15kHz子载波间隔和1毫秒(ms)的固定时隙长度。表1.1

3GPP中5G频率范围表1.2

5G频段鉴于全球可用频谱的多样性，运营商们使用5G载波聚合技术可以聚合不同的频段，这样做也是为了提高小区覆盖率并提供更高的峰值速率。载波聚合技术载波聚合首先是3GPPR10版在4G(LTE)中引入,通过组合不同频谱块以获得更高的峰值速率；结果证明,载波聚合技术(CarrierAggregation)非常成功,并已成为行业标准。当网络聚合两个或更多载波时,其中一个将比另一个发挥更重要的作用。其中每个组块被称为一个分量载波(CC)，最重要的称为主分量载波(PCC)，其他称为次分量载波(SCC)。PCC与SCC的区别在于所有上行链路数据以及控制和用户数据都在PCC上发送；为PCC服务的小区称为主小区(PCell)，为SCC服务的小区称为辅小区(SCell)。在5G中具有不同参数集和时隙长度的不同频段增加了载波聚合的复杂性。因此在载波聚合中(CarrierAggregation)的设计需要足够灵活，并结合时隙长度可能不同的PCell和SCell。载波聚合提高覆盖范围让我们看看低频段和中频段之间的下行链路(DL)载波聚合，低频段的时隙长度为1毫秒(1ms)，而中频段的时隙长度为500微秒(us)。这意味着在1ms内，有1个DL时隙用于低频段的数据传输，但有2个DL时隙用于中频段的数据传输。在协调PCell和SCell时载波聚合功能设计必须考虑到这种差异。此外还必须在通过空中向网络中的最终用户传输数据时这样做。与低频段相比，较高频率的TDD(中频段或高频段)的覆盖范围要有限的多，且覆盖限制信道位于上行链路(UL)中。这会影响TDD小区的DL覆盖范围。载波聚合中低/中频段DLCarrierAggregation功能结合了属于不同参数集的载波。通过使用低频段作为主小区，中频段载波的覆盖限制UL数据和控制信道可以移动到低频段，如图2和图3所示，这就增加了整体中频段下行(DL)小区的覆盖，使得网络中更多的用户可以接入中频频谱，从而使网络容量增加。图2：通过载波聚合增加中频带下行链路覆盖

图3:载波聚合(CA)与双连接(DC)将覆盖限制控制信道移动到低频段高级RAN协调(运营商聚合关键推动因素)无线接入网络(RAN)协调是一项创新,可在两个RAN计算基带之间提供低延迟协调接口。即使在不同RAN中计算基带上拆分载波,实现5G载波高性能聚合。这种协调框架允许服务提供商灵活地跨同一站点或不同地理站点部署，同时聚合频段以实现更高的峰值速率和覆盖范围扩展。这意味着他们可以配置一组动态的合作伙伴基带协调集，随着用户在网络中的移动而变化——所有协调功能，例如载波聚合和UL协调多点(CoMP)都可以在协调集中实现。该接口通常称为E5。在LTE中被称为弹性RAN。在5G载波聚合功能开发期间功能设计得到了增强，以处理支持跨不同参数集载波聚合的复杂性。与LTE相比这种新设计允许在两个5G基站(gNB)之间实现更灵活的往返时间要求。新的5G协调框架称为高级RAN协调，它是数字间和基带间载波聚合功能的推动者。RAN协调(ARC)是一种面向未来的解决方案，在RAN计算产品组合中得到支持。我们也利用深厚的知识来开发高性能的未来CloudRAN解决方案。ARC采用并发展我们的设计理念，将用于支持无线电系统(ERS)和CloudRAN平台之间的平台间载波聚合，并展示我们创新协调框架的真正潜力、可扩展性和优势。载波聚合卓越性能载波聚合在客户部署和试验的现场结果显示：TDDDL小区覆盖扩展增益超过50%，允许更多最终用户访问TDD频谱。就3.5GHz中频段而言与标准TDD频段相比，载波聚合使人口覆盖率提高了50%。目前聚合频谱是实现更高单用户峰值速率和提高通信服务提供商网络频谱效率的最有效方法之一。早在2019年运营商的载波聚合中将5G频段包括在内。引入的第一个载波聚合功能是针对毫米波，4CCDL波聚合将其用于高达4x100MHz的频谱。今天在毫米波中支持8CCDLCA聚合高达800MHz的频谱，峰值速率为4.2Gbps，以及2CCUL载波聚合，峰值速率为216Mbps。运营商的载波聚合提供的更高的峰值费率如何使用户受益的？为了回答这个问题，假设您正在下载最喜欢的电视剧集以便在上下班途中观看。45-60分钟的剧集大约为1GB。使用毫米波8CCDLCA，您只需1.9秒即可下载完整的1GB剧集使用中频2CCDLCA，下载完整的1GB剧集仅需2.6秒速度就这非常快！无论您目前正在狂看什么电视节目，只需几秒钟您就可以在回家的路上享受近一个小时的娱乐！载波聚合演变故事载波聚合功能的历史可以追溯到2010年，当时推出了第一个LTE组合；多年来可支持的频段和分量载波数量显着增加。与以前的技术相比最大的区别也是最大的挑战是5G载波聚合可以支持许多不同的组合。独立(SA)和非独立(NSA)、基带内和基带间、数字内和数字间、带内和带间等方面都导致非常复杂的网络需求。厂家的创新解决方案旨在帮助服务提供商实现多种不同频段组合的载波聚合。今天已可以同时提供对SA和NSA的支持：毫米波下行8CC和上行2CC载波聚合中频下行2CC载波聚合低频段下行3CC载波聚合中低频段下行2CC载波聚合，FDD作为PCell惠及人类的生态系统厂家为运营商载波聚合生态系统产生了重大影响——与所有主要芯片组供应商合作，以造福整个行业。通过与主要客户和生态系统合作伙伴取得了重要的里程碑。运营商载波聚合提供出色的5G用户体验，通过不断设计用于优化5G网络创新解决方案。