4G+又是神马鬼？和LTE-A有什么关系？

Posted 2020-06-17

4G+又是神马鬼？和LTE-A有什么关系？

先说LTE 和LTE-A

    LTE全称long-term-evolution这个名字听怎么听怎么觉得有些仓促，它又称为3.9G，其上行峰值速率和最大带宽略低于4G标准，真正将网络带入4G的是LTE-Advanced，即LTE-A。

    LTE-A是一个LTE演进的代称，它满足ITU-R 的IMT-Advanced技术征集的需求，不仅是3GPP形成欧洲IMT-Advanced技术提案的一个重要来源，还是一个后向兼容的技术，完全兼容LTE，是演进而不是革命。它的技术指标远超4G的最小需求。

    LTE-A的技术参数为：带宽：100MHz；峰值速率：下行1Gbps，上行500Mbps；峰值频谱效率：下行30bps/Hz，上行15bps/Hz。

        LTE-A采用了载波聚合（Carrier Aggregation）、上/下行多天线增强（Enhanced UL/DL MIMO）、多点协作传输（Coordinated Multi-point Tx&Rx）、中继（Relay）、异构网干扰协调增强（Enhanced Inter-cell Interference Coordination  for Heterogeneous Network）等关键技术，能大大提高无线通信系统的峰值数据速率、峰值谱效率、小区平均谱效率以及小区边界用户性能，同时也能提高整个网络的组网效率。

4G+是LTE-A吗？三大运营商有何动作？

答案是否定的，4G+不是LTE-A，但与LTE-A却有联系。

    其实，4G+的概念首先是电信在2015年7月3日天翼终端交易博览会上新推出的一个业务品牌，并非是4G网络技术的一个标准，只能说是运营商推出的一种服务或品牌。

    电信提出“天翼4G+”的品牌之后，移动也紧随其后，在2015年9月22日的中国国际信息通信展览会上也发布了“4G+”服务，通过网速加倍、清晰加倍、实惠加倍三大举措，实现4G的全新升级。

    同时，VoLTE也是中移动正在推的新业务，其最大特点是拨号无延时，高保真通话，几乎100%还原音质。中移动表示要在2016年年中实现VoLTE的全网商用，2016年支持VoLTE手机的数量将超百款，销量将超1亿部，预计全年4G终端销量将达3.3亿部。毫无疑问，中移动在4G奠定了领先优势。

    中国联通一直拥有全球最成熟的WCDMA网，但在4G初期扔坚持做深3G、4G一体化的策略使其用户不断被蚕食，面对连续多个季度的用户流失，中国联通也坐不住了，在通信展下午就发布了新一代网络架构白皮书，明确未来将全面加速4G网络建设，并在全网加快部署4G+，将网络峰值速率提升至300M。

    中国联通表示，2016年中国联通4G网络的人口覆盖率超过90%。实现三载波聚合商用，将网络峰值速率提升至330Mbps。后续还将积极推进三载波、四载波、多载波、4G与WiFi聚合的规模化部署。

    在固网宽带建设方面，中国联通重点是加快光纤改造步伐，加速推进“全光网络”建设。

目前，中国联通在山东已建成首个“全光网络省”，全国有39个城市已经建成“全光网络市”；中国联通预计，到2016年，中国联通的北方10个省将全部实现“全光网络省”。

    在2015年12月，联通在北京召开了“沃4G+”发布会，正式推出了“沃4G+”策略，聚焦4G网络覆盖、网速加倍提升、通话体验三大方面。

    三大运营商争相退出的这个4G+究竟有何高妙之处呢？

    揭开4G+的神秘面纱，你会发现，4G+之所以能实现比4G更快的速率，其实就是利用了LTE-A的关键技术载波聚合CA（Carrier Aggregation）。相比4G的单载波传输，目前我们见到的4G+都是双载波聚合的结果。其峰值速率也都在略高300Mbps的级别。

那么什么是载波聚合呢？

    载波聚合就是将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CC的最大带宽为20 MHz。为了高效地利用零碎的频谱，CA支持不同CC之间的聚合：

1）相同或不同带宽的CCs；

2）同一频带内，邻接或非邻接的CCs；

3）不同频带内的CCs。

 

不同的载波聚合类型

    载波聚合就好比“黏合剂”，将零散的频谱粘在一起，混合传输，提供更快速率。

   以运输货物做比喻：原本只能在一条大道（Cell或CC）上运输的某批货物（某UE的数据），现在通过CA能够在多条大道上同时运输。这样，某个时刻可以运输的货物量（throughput）就得到了明显提升。每条大道的路况可能不同（频点、带宽等），路况好的就多运点，路况差的就少运点。

    有了载波聚合技术，就引出了另外几个概念：PCell和SCell。

PCell，SCell与Serving Cell：

每个CC对应一个独立的Cell。

Primary Cell（PCell）：主小区，是工作在主频带上的小区。UE在该小区进行初始连接建立过程（connection establishment），或开始连接重建立过程。在切换过程中该小区被指示为主小区（见36.331的3.1节）负责与UE之间的RRC通信。

Secondary Cell（SCell）：辅小区，是工作在辅频带上的小区。SCell是在初始安全激活流程（initial security activation procedure）之后，通过RRC连接重配置消息RRCConnectionReconfiguration添加/修改/释放的，一旦RRC连接建立，辅小区就可能被配置以提供额外的无线资源（见36.331的3.1节）

当配置了CA的UE在所有的Serving Cell内使用相同的C-RNTI。

Serving Cell：服务小区，处于RRC_CONNECTED态的UE，如果没有配置CA，则只有一个Serving Cell，即PCell；如果配置了CA，则Serving Cell集合是由PCell和SCell组成（见36.331的3.1节）Serving Cell可指代PCell也可以指代SCell。

 

        一个PCell 始终在RRC_CONNECTED 模式中处于活动状态，同时可能有一个或多个SCell 处于活动状态。其他的SCells 仅可在连接建立后配置为CONNECTED 模式，以提供额外的无线资源。

 

    简单以上面的运输做类比，PCell相当于主干道，主干道只有一条，不仅运输货物，还负责与接收端进行交流，根据接收端的能力（UE Capability）以及有多少货物要发（负载）等告诉接收端，要在哪几条干道上收货，以及这些干道的基本情况等（PCell负责RRC连接）。

    SCell相当于辅干道，只负责运输货物。

    接收端（UE）需要告诉发货端自己的能力，比如能不能同时从多条干道接收货物，在每条干道上一次能接收多少货物等（UE Capability）。

    发货端（eNodeB）才好按照对端（UE）的能力调度发货，否则接收端处理不过来也是白费！（这里只是以下行为例，UE也可能为发货端）。

    因为不同的干道还可能运输另一批货物（其它UE的数据），不同的货物需要区分开，所以在不同的干道上传输的同一批货物（属于同一个UE）有一个相同的标记（C-RNTI）。