载波聚合技术对LTE-Advanced空口协议带来的挑战

3  上行时钟提前

在LTE系统中，为了保证UE上行信号之间的正交性，必须保证各UE信号在接收端的接收时钟是一致的，LTE是通过控制UE采用不同的上行时钟提前来实现的，即距离eNB较远的UE较早发送，距离eNB较远的UE较晚发送，由于LTE中每个UE只有一个上行成员载波，因此每个UE也只需要一个上行时钟提前。在LTE-Advanced系统中，每个UE可能会有多个上行成员载波，而且这多个成员载波的传输特性可能具有很大的不同，因此有可能需要多个上行时钟提前，但并不是每个场景都需要多个上行时钟提前。图2示出了RAN 2定义的4种载波聚合场景。

图2  RAN2载波聚合场景

（1）场景1

接收成员载波1的射频单元和接收成员载波2的射频单元处于相同的位置。

成员载波1和成员载波2提供相近的覆盖，成员载波1和成员载波2 都可以提供覆盖和移动性。

（2）场景2

接收成员载波1的射频单元和接收成员载波2的射频单元处于相同的位置。

成员载波1提供充足的覆盖，基于成员载波1提供移动性；成员载波2的覆盖较小，提供吞吐量。

（3）场景3

接收成员载波1的射频单元和接收成员载波2的射频单元处于相同的位置，但成员载波2的天线指向成员载波1的边界以提高小区边缘的吞吐量。

成员载波1提供充足的覆盖，基于成员载波1提供移动性；成员载波2可能具有覆盖空洞。

（4）场景4

接收成员载波1的射频单元和接收成员载波2的射频单元处于不同的位置。

成员载波1提供充足的覆盖，基于成员载波1提供移动性；成员载波2提供热点地区的吞吐量。

经过RAN 2的讨论，决定优先支持场景1/2/3，只有在完成场景1/2/3的情况下才继续研究场景4。另外，根据聚合频带的不同，载波聚合可分为带内聚合、带间聚合。根据RAN 4的研究，对于场景1和场景2来说，在带内聚合和频带间隔不大的带间聚合情况下，不需要多个上行时钟提前，但对于场景3，RAN 4目前还没有相关的结论。另外，当带间聚合的频带间隔较大时，场景1/2/3是否需要多个上行时钟提前，目前也在RAN 4的研究中。

场景1/2/3中都是没有任何直放站、射频拉远的。图3示出了RAN 4定义的两个含有直放站以及射频拉远的场景。

图3  RAN4场景

（1）场景1

频率选择性直放站，直放站1对应成员载波1，直放站2对应成员载波2。

（2）场景2

类似于图2中的场景4，接收成员载波1的射频单元和接收成员载波2的射频单元处于不同的位置，可以看作是有射频拉远的情形。

对于图3示出的这两个场景，不管是带内聚合还是带间聚合，都是要支持多个上行时钟提前的。

在此前的讨论中，有些公司认为在LTE-Advanced（R10版本）中只需支持单个上行时钟提前的场景，对于需要支持多个上行时钟提前的场景，可以在后续版本中引入。但经过RAN 2的多次讨论，决定只要RAN 4对于图2中的场景1/2/3做出结论这些场景需要多个上行时钟提前不管是带内聚合、频带间隔较近的带间聚合、还是频带间隔较远的带间聚合），那就决定在LTE-Advanced（R10版本）中引入多个上行时钟提前。

一旦引入多个上行时钟提前，将需要解决一系列的问题：

●是对每个上行成员载波都有一个独立的上行时钟提前还是允许一小组成员载波可以支持一个相同的上行时钟提前？如果是后者，该如何分组。

●在LTE中，上行同步建立时网络端发送的上行时钟提前值是相对于下行接收时钟的。在LTE-Advanced系统中，由于有多个成员载波，需要指定上行成员载波的上行时钟提前是相对于哪个下行成员载波的。

●如果一个UE需要多个上行时钟提前，为了在切换过程中尽可能快地获取所有上行成员载波的同步，是否允许UE发起并行的随机接入过程？或者是首先让UE实施一个随机接入过程，以在一个配置的上行成员载波 (或者上行成员载波组) 上获得同步，然后再实施其它的接入过程以获得其它上行成员载波 (或者上行成员载波组)上的同步。

●对于需要多个上行时钟提前的UE，需要扩展LTE中的上行时钟提前命令，以指明每次网络端发送的上行时钟提前命令是针对哪个上行成员载波的。

作者：刘思杨   来源：电信网技术