多频协同组网下载波聚合优化策略分析

摘要：目前，5G网络已经大规模商用，为提升覆盖率和下行速率，提高用户的感知体验，3GPP引入了载波聚合技术（Carrier"Aggregation，CA）把多个连续或者非连续的载波聚合成更大的带宽来满足无线商用网络需求。载波聚合可以充分利用运营商的非连续频谱资源，提高离散频谱的利用率。在5G"SA组网中，尤其是在运营商共建共享的大环境下，载波聚合技术能够充分利用各方的频谱资源聚合成更大的带宽，利用高低频组合有效扩展覆盖范围，缓解覆盖瓶颈问题。

关键词：载波聚合技术"频谱资源"主载波"A6的辅载波

中图分类号：TN92

Analysis"of"CA"Optimization"Strategy"in"Multi-Frequency"Collaborative"Networking

HUANG"Youwei""NIE"Lei*

Guangzhou"Branch"of"China"Mobile"Communications"Group"Guangdong"Co.，nbsp;Ltd.，"Guangzhou，"Guangdong"Province，"510335"China

Abstract："At"present，"5G"networks"have"been"widely"commercialized."To"improve"coverage"and"downlink"speed，"and"improve"user"experience，"the"Carrier"Aggregation（CA）"is"introduced"in"3GPP"to"aggregate"multiple"contiguous"or"non-contiguous"CA"into"a"larger"bandwidth"to"meet"the"requirements"of"commercial"wireless"networks."CA"can"make"full"use"of"operators'"non-contiguous"spectrum"resources"and"improve"the"utilization"of"discrete"spectrum"resources."In"5G"SA"networking，"especially"in"a"large-scale"co-construction"and"sharing"environment"of"an"operator，"CA"can"make"full"use"of"spectrum"resources"of"all"parties"to"aggregate"into"a"larger"bandwidth，"so"as"to"achieve"excellent"user"experience，"establish"a"competitive"advantage，"and"effectively"expand"a"coverage"range"by"using"a"combination"of"a"high"frequency"and"a"low"frequency，"thereby"alleviating"a"coverage"bottleneck"problem.

Key"Words："CA;"Spectrum"resources;"Primary"carrier;"Auxiliary"carrier"ofA6

目前，3GPP定义了5G的三大应用场景包括"增强型移动宽带（enhanced"Mobile"Broad"Band，eMBB）、高可靠低时延通信（UItra-Reliable"and"Low"Latency"Communication，"URLLC"）及大规模物联通信（"massive"Machine"Type"Communications，"mMTC）[1]。5G网络已经大规模商业化部署，随着用户对现网要求越来越高，各大运营商均积极部署5G网络，提升现网用户感知，积极研发旨在速率提升和弱点覆盖获得突破。

载波聚合（Carrier"Aggregation，CA）是将2个或更多的载波单元（Component"Carrier，"CC）聚合在一起以支持更大的传输带宽。每个载波单元对应一个独立的小区。通常可以将1个载波单元等同于1个小区。使用载波聚合可以高效地利用零碎的频谱，支持更大的传输带宽，UE配置了载波聚合之后，能够同时与多个小区进行收发数据的操作，因此能够显著提升单用户峰值速率。同时，还可以根据不同载波的无线特性，通过载波聚合技术，灵活选择相应载波进行数据的下发或上传，可增强上行覆盖。为了高效地利用零碎的频谱，无论SA还是NSA，载波聚合支持不同载波单元之间的聚合：（1）1相同或不同带宽的载波单元;（2）同一频带内，连续或非连续的载波单元；（3）不同频带内的载波单元。

1研究背景

根据聚合载波所在的频段，载波聚合可以分为：频段内（intra-band）载波聚合和频段间（inter-band）载波聚合[2-3]。同频段内的载波聚合，可以分为连续的和非连续的载波聚合。频段间的载波聚合是聚合2个或以上不同频段的载波，这会带来射频实现的复杂性。如果是不同制式的，如TDD和FDD频段之间的载波聚合，实现会更为复杂。

载波聚合终端共有3种状态，辅小区（Secondary"Cell，SCell）配置未激活，SCell配置且激活，SCell未配置，基站通过主载波上的RRC信令和MAC层控制单元进行统一管理。初始接入、切换入或重建入小区时会触发辅小区的配置，通过测量事件A4或者盲配置来完成。辅小区变更则是基站收到UE上报A6事件，即辅小区的同频邻区比辅小区的信号质量好，在不改变主小区（Primary"Cell，PCell）的情况下变更辅小区，以保证辅小区的信号质量（如图1所示）。

2载波聚合优化策略研究

中国移动现阶段商用组网主要是2.6"G和700"M组网，局部存在小区边缘用户覆盖不足，用户下行速率较差等问题。2.6"G和700"M异频间邻区组网可以有效解决这个问题，通过载波聚合的功能优化策略，可以有效提高下行速率和用户边缘覆盖问题。通过载波聚合策略优化，可以解决异频组网无线环境差异化问题，也可以降低两者之间的干扰情况（如图2所示）。5G网络大规模部署之后，5G用户大规模增加，当小区满载后，容易出现掉速率的情况，而且存在小区边缘用户覆盖较差，造成用户感知体验不好。综合上述分析，本小节将重点分析异频组网下邻区间载波聚合优化策略，并利用相关数据分析整理，精准优化载波聚合功能部署，提升用户感知。

2.1"CA下基于测量的辅载波选择优化

2.1.1现网各频段干扰现状

目前，CA在基于测量的辅载波添加或是在辅载波的切换过程中，当上报上来的异频邻区都满足A4门限添加要求，并且组合带宽相同的情况下，只会随机选择其中一个小区做为辅载波（如表1所示）。针对此类问题，本次优化制定相关策略。当上报上来的异频邻区都满足条件且组合带宽一样的情况下，要优先选择参考信号接收功率（Reference"Signal"Receiving"Power，RSRP）高的那个异频邻区做为辅载波。

2.1.2"RSRP与SCC选择成功率关联分析

结合实际覆盖，统计不同RSRP与（辅载波，Secondary"Carrier"Component，SCC）选择成功率有直接的关系，发现随着RSRP与SCC的选择成功率强相关（如图3所示）。考虑到现实测试中的实际情况在-75点位前选择成功率比较稳定，在-95点位之后SCC选择成功率出现断崖式下滑。

2.1.3制定辅载波优化选择策略

A4测量添加辅载波如图4所示。

A4测量上报时，当重排序开关打开时，则对上报过滤后的邻区进行重排序；当重排序开关关闭时，按照优先DU内，其次DU间，最后CU间的顺序排序；当执行邻区组合流量权重排序策略后无法选择出最优时，选择组合中辅载波邻区排序最靠前的邻区组合（如图4所示）。

A6测量替换辅载波（如图5所示）。

A6测量上报时，当重排序开关打开时，则对上报过滤后的邻区进行重排序；

当重排序开关关闭时，按照优先DU内，其次DU间，最后CU间的顺序排序；

当执行邻区组合流量权重排序策略后无法选择出最优时，选择组合中辅载波邻区排序最靠前的邻区组合[4-6]。

3策略实施效果

基于载波聚合以上策略研究，在广东省某外场进行了策略部署，以验证策略推广效果。

3.1"CA下基于测量的辅载波选择优化

在功能开启前，辅载波平均MCS*RI为44.9，功能开启后，辅载波平均MCS*RI为47.3，因此功能开启后对于辅载波有5.28%正增益，整体CA流量为2.2%的增益，CA用户的下行UE"Throughput（kbps）提升33.619%（如表2所示）。

在异频组网的情况下，当RSRPgt;-80点位时，辅载波可以优化选择较好的RSRP，从平均Throughpu"tDL数据可以看出，功能开启之后的速率要明显好于功能开启之前，说明优化策略生效，符合预期（如图6所示）。

统计了辅载波的下行速率对比，发现开启功能后，辅载波的表现与F+T组网表现相似，速率增强是在不破坏主载波的前提之下，辅载波是速率增强的关键因素，有效的提高了资源的利用率（如图7所示）。

3.2广州体育馆3CC方案

3.2.1背景

广州体育馆建筑面积近10万m2，将作为全运会体操和排球举办地，届时将容纳1万以上观众进行观看，为保证用户极致感知，在方案设计之初充分考虑3CC部署需求。

3.2.2"3CC部署方案

针对广州体育馆室内特点，采用双Qcell开通3CC"NR组成CA，中移新品Qcell"R8159"M18232649可同时支持2.6G开通100M+60M"NR和4.9G开通100M+60M"NR，且均为4T4R。将新增四频QCell+4通道赋形天线覆盖安装于看台上方顶棚和内场顶部马道处（如图8所示）。

3.2.3方案优点

（1）两套设备组网，双系统备份，系统可靠性高；（2）2.6G和4.9G错频组网，有效控制同频干扰；（3）两套Qcell分别开通100M+60M@2.6G和100M@4.9G小区，组成N41c+N79的载波聚合。

4结语

随着5G网络的全网商用逐步发展，商用网络里支持载波聚合功能的终端逐渐增多，5G网络下的载波聚合功能感知体验亟须优化完善。本文主要分析并实践了在中国移动700M，2.6G，4.9G异频组网的条件之下，通过基于测量的辅载波选择优化和基于A6的辅载波变更防乒乓优化等优化策略，增强载波聚合辅载波添加的稳定性，提高了载波聚合的整体性能，进而提升5G网络下载波聚合的感知质量。

参考文献

[1]谢顺文，林高全，邱宏洪，等.一种5G上行覆盖增强的方法[J].移动通信，2023，47（5）：90-96.

[2]李国清.提升单用户峰值5G速率性能的多频段联合传输技术探讨[J].中国信息化，2023（2）：59-60.

[3]黄智瀛，白锡添，杜安静.5G载波聚合技术在高干扰场景中的应用研究[J].广东通信技术，2022，42（5）：73-75.

[4]黄智瀛，白锡添，杜安静.5G"SA语音端到端信令面分析与优化方法[J].通信技术，2021，54（4）：878-884.

[5]王耀祖，张洪伟，吴磊.5G"NR"语音解决方案分析[J].邮电设计技术，2019（10）：66-70.

[6]王良军.5G语音解决方案探讨[J].通讯世界，2019（9）：222-223.