5G中載波聚合的力量

5G中載波聚合的力量\o"5G"#5G\o"載波聚合"#載波聚合5G載波聚合部署重要性一位智者曾說過,當(dāng)運營商開啟5G載波聚合后就沒有什么是不可能！雖然此言可能不是全真的,但信息100%正確。5G的載波聚合可以幫助運營商在擴大覆蓋范圍和增加網(wǎng)絡(luò)容量中發(fā)揮重要作用。讓我們首先看看，什么是完全協(xié)調(diào)的多層5G網(wǎng)絡(luò)？它分為三層其中每一層都有自己的一組特征和優(yōu)勢，結(jié)構(gòu)如下圖1所示。

1:運營商啟用載波聚合的5G網(wǎng)絡(luò)多層5G網(wǎng)絡(luò)中：5G低頻段(低于7GHz,頻分雙工,FDD)是最常部署的頻段；它具有較低頻率，可提供廣泛的覆蓋區(qū)域，但是容量有限。5G中頻(低于7GHz,時分雙工,TDD)是5G部署的最佳選擇。與低頻段相比其具有更高的帶寬和容量，而它的上行覆蓋范圍比低頻段有限。5G高頻段或毫米波(24GHz以上)提供了前所未有的峰值速率和低延遲，但與中低頻段相比上行鏈路覆蓋范圍較差。為了支持從低于1GHz載波頻率到具有非常寬頻譜分配的毫米波(mmWave)在5G中廣泛部署,3GPP定義了靈活的參數(shù)集。其中從15kHz到240kHz的一系列子載波間隔(SCS)和不同的時隙長度(見表1.1和1.2所示)。而LTE僅支持固定為15kHz子載波間隔和1毫秒(ms)的固定時隙長度。表1.1

3GPP中5G頻率范圍表1.2

5G頻段鑒于全球可用頻譜的多樣性，運營商們使用5G載波聚合技術(shù)可以聚合不同的頻段，這樣做也是為了提高小區(qū)覆蓋率并提供更高的峰值速率。載波聚合技術(shù)載波聚合首先是3GPPR10版在4G(LTE)中引入,通過組合不同頻譜塊以獲得更高的峰值速率；結(jié)果證明,載波聚合技術(shù)(CarrierAggregation)非常成功,并已成為行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)聚合兩個或更多載波時,其中一個將比另一個發(fā)揮更重要的作用。其中每個組塊被稱為一個分量載波(CC)，最重要的稱為主分量載波(PCC)，其他稱為次分量載波(SCC)。PCC與SCC的區(qū)別在于所有上行鏈路數(shù)據(jù)以及控制和用戶數(shù)據(jù)都在PCC上發(fā)送；為PCC服務(wù)的小區(qū)稱為主小區(qū)(PCell)，為SCC服務(wù)的小區(qū)稱為輔小區(qū)(SCell)。在5G中具有不同參數(shù)集和時隙長度的不同頻段增加了載波聚合的復(fù)雜性。因此在載波聚合中(CarrierAggregation)的設(shè)計需要足夠靈活，并結(jié)合時隙長度可能不同的PCell和SCell。載波聚合提高覆蓋范圍讓我們看看低頻段和中頻段之間的下行鏈路(DL)載波聚合，低頻段的時隙長度為1毫秒(1ms)，而中頻段的時隙長度為500微秒(us)。這意味著在1ms內(nèi)，有1個DL時隙用于低頻段的數(shù)據(jù)傳輸，但有2個DL時隙用于中頻段的數(shù)據(jù)傳輸。在協(xié)調(diào)PCell和SCell時載波聚合功能設(shè)計必須考慮到這種差異。此外還必須在通過空中向網(wǎng)絡(luò)中的最終用戶傳輸數(shù)據(jù)時這樣做。與低頻段相比，較高頻率的TDD(中頻段或高頻段)的覆蓋范圍要有限的多，且覆蓋限制信道位于上行鏈路(UL)中。這會影響TDD小區(qū)的DL覆蓋范圍。載波聚合中低/中頻段DLCarrierAggregation功能結(jié)合了屬于不同參數(shù)集的載波。通過使用低頻段作為主小區(qū)，中頻段載波的覆蓋限制UL數(shù)據(jù)和控制信道可以移動到低頻段，如圖2和圖3所示，這就增加了整體中頻段下行(DL)小區(qū)的覆蓋，使得網(wǎng)絡(luò)中更多的用戶可以接入中頻頻譜，從而使網(wǎng)絡(luò)容量增加。圖2：通過載波聚合增加中頻帶下行鏈路覆蓋

圖3:載波聚合(CA)與雙連接(DC)將覆蓋限制控制信道移動到低頻段高級RAN協(xié)調(diào)(運營商聚合關(guān)鍵推動因素)無線接入網(wǎng)絡(luò)(RAN)協(xié)調(diào)是一項創(chuàng)新,可在兩個RAN計算基帶之間提供低延遲協(xié)調(diào)接口。即使在不同RAN中計算基帶上拆分載波,實現(xiàn)5G載波高性能聚合。這種協(xié)調(diào)框架允許服務(wù)提供商靈活地跨同一站點或不同地理站點部署，同時聚合頻段以實現(xiàn)更高的峰值速率和覆蓋范圍擴展。這意味著他們可以配置一組動態(tài)的合作伙伴基帶協(xié)調(diào)集，隨著用戶在網(wǎng)絡(luò)中的移動而變化——所有協(xié)調(diào)功能，例如載波聚合和UL協(xié)調(diào)多點(CoMP)都可以在協(xié)調(diào)集中實現(xiàn)。該接口通常稱為E5。在LTE中被稱為彈性RAN。在5G載波聚合功能開發(fā)期間功能設(shè)計得到了增強，以處理支持跨不同參數(shù)集載波聚合的復(fù)雜性。與LTE相比這種新設(shè)計允許在兩個5G基站(gNB)之間實現(xiàn)更靈活的往返時間要求。新的5G協(xié)調(diào)框架稱為高級RAN協(xié)調(diào)，它是數(shù)字間和基帶間載波聚合功能的推動者。RAN協(xié)調(diào)(ARC)是一種面向未來的解決方案，在RAN計算產(chǎn)品組合中得到支持。我們也利用深厚的知識來開發(fā)高性能的未來CloudRAN解決方案。ARC采用并發(fā)展我們的設(shè)計理念，將用于支持無線電系統(tǒng)(ERS)和CloudRAN平臺之間的平臺間載波聚合，并展示我們創(chuàng)新協(xié)調(diào)框架的真正潛力、可擴展性和優(yōu)勢。載波聚合卓越性能載波聚合在客戶部署和試驗的現(xiàn)場結(jié)果顯示：TDDDL小區(qū)覆蓋擴展增益超過50%，允許更多最終用戶訪問TDD頻譜。就3.5GHz中頻段而言與標(biāo)準(zhǔn)TDD頻段相比，載波聚合使人口覆蓋率提高了50%。目前聚合頻譜是實現(xiàn)更高單用戶峰值速率和提高通信服務(wù)提供商網(wǎng)絡(luò)頻譜效率的最有效方法之一。早在2019年運營商的載波聚合中將5G頻段包括在內(nèi)。引入的第一個載波聚合功能是針對毫米波，4CCDL波聚合將其用于高達4x100MHz的頻譜。今天在毫米波中支持8CCDLCA聚合高達800MHz的頻譜，峰值速率為4.2Gbps，以及2CCUL載波聚合，峰值速率為216Mbps。運營商的載波聚合提供的更高的峰值費率如何使用戶受益的？為了回答這個問題，假設(shè)您正在下載最喜歡的電視劇集以便在上下班途中觀看。45-60分鐘的劇集大約為1GB。使用毫米波8CCDLCA，您只需1.9秒即可下載完整的1GB劇集使用中頻2CCDLCA，下載完整的1GB劇集僅需2.6秒速度就這非?？?！無論您目前正在狂看什么電視節(jié)目，只需幾秒鐘您就可以在回家的路上享受近一個小時的娛樂！載波聚合演變故事載波聚合功能的歷史可以追溯到2010年，當(dāng)時推出了第一個LTE組合；多年來可支持的頻段和分量載波數(shù)量顯著增加。與以前的技術(shù)相比最大的區(qū)別也是最大的挑戰(zhàn)是5G載波聚合可以支持許多不同的組合。獨立(SA)和非獨立(NSA)、基帶內(nèi)和基帶間、數(shù)字內(nèi)和數(shù)字間、帶內(nèi)和帶間等方面都導(dǎo)致非常復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)需求。廠家的創(chuàng)新解決方案旨在幫助服務(wù)提供商實現(xiàn)多種不同頻段組合的載波聚合。今天已可以同時提供對SA和NSA的支持：毫米波下行8CC和上行2CC載波聚合中頻下行2CC載波聚合低頻段下行3CC載波聚合中低頻段下行2CC載波聚合，F(xiàn)DD作為PCell惠及人類的生態(tài)系統(tǒng)廠家為運營商載波聚合生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生了重大影響——與所有主要芯片組供應(yīng)商合作，以造福整個行業(yè)。通過與主要客戶和生態(tài)系統(tǒng)合作伙伴取得了重要的里程碑。運營商載波聚合提供出色的5G用戶體驗，通過不斷設(shè)計用于優(yōu)化5G網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)新解決方案。