从Release＃10开始，3GPP就不断地对LTE网络包括无线接入网和核心网络进行增强和演进，我们把这些新技术或新功能统称为LTE高级技术（LTE Advanced technology），主要 包括：

● 载波聚合（Carrier Aggregation，CA）；

● 中继（Relaying）；

● 多点协同（Coordinated Multi-point，CoMP）；

● 自组织网络（Self Organization Network，SON）；

● 异构网络小区部署（Heterogeneous cells deployment）；

● 归属 eNodeB移动性管理增强（Home eNodeB Mobility Enhancements）；

● 增强的上行接入（Enhanced Uplink Multiple Access），如上行控制信令（PUCCH）和用户数据（PUSCH）并行同时发送；

● 增强的下行多天线发射，最大到 8 层并行数据流（Extended DL Multi-antenna Transmission，MAX：MIMO8×8）；

● 上行多天线发射（Uplink Multi-antenna Transmission：UL SU-MIMO and UL MU-MIMO4×4）。

下面选择其中一些重要的LTE增强技术进行详细介绍。

2.8.1 载波聚合（CA）

为了满足LTE-A下行峰值速率1 Gbps，上行峰值速率500 Mbps的要求，需要提供最大100 MHz的传输带宽，但由于单独某个频段内频率资源的碎片化，要获得这么大带宽的连续频谱几乎是不可能的，于是3GPP在Release＃10引入了一个非常重要的LTE增强型技术，即载波聚合（Carrier Aggregation，CA）来解决该问题。

载波聚合就是将2个或最多5个载波单元（Component Carrier，CC）聚合在一起以支持更大的传输带宽（最大为5×20MHz=100MHz）。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（如图2-24所示），其中包括：

● 频段内的连续频率的载波聚合（Intra-Band Contiguous Component CA）；

● 频段内的非连续频率的载波聚合（Intra-Band Non-Contiguous Component CA）；

● 频段间的载波聚合（Inter-Band CA）。

从基带（baseband）实现角度来看，这几种情况是没有区别的，主要影响RF实现的复杂性。CA的另一个动力来自与对异构网络（heterogeneous network）的支持。

1.CA的名词术语

● 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 RRC连接建立过程，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）。

● Secondary Cell（SCell）：辅小区是工作在辅频带上的小区。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）。

● Serving Cell：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集合由 PCell和 SCell组成，Serving Cell既可以是 PCell，也可以是 SCell（见 36.331的 3.1节）。

● CC（Component Carrier）：载波单元。

2.CA的相关特性

● 每个 CC对应一个独立的 Cell。配置了 CA的 UE与 1个 PCell和至多 4个 SCell相连。某 UE的 PCell和所有 SCell组成了该 UE的 Serving Cell集合（最多 5个，见 36.331的 6.4节的 maxServCell-r10）。

● PCell是 UE初始接入时的 Cell，负责与 UE之间的 RRC通信。SCell是在 RRC重配置时添加的，用于提供额外的无线资源。

● PCell是在 RRC连接建立（RRC connection establishment）时确定的；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。

● 每个 CC都有一个对应的索引，primary CC索引固定为 0，而每个 UE的 secondary CC索引是通过 UE特定的 RRC信令发给 UE的（见 36.331的 6.2.2节的 sCellIndex-r10）。

● 某个 UE聚合的 CC通常来自同一个 eNodeB且这些 CC是同步的。

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

● CA是 UE级的特性，不同的 UE可能有不同的 PCell及 Serving Cell集合。

3.CA的配置与激活

为了更好地管理配置了CA的UE的电池消耗，LTE提供了SCell的配置与去配置、激活与去激活机制，但是不支持PCell的配置与激活。

● SCell的配置是基于UE对相邻的同频段或异频段小区信号强度或信号质量的测量结果来决定是否加入某小区到 SCell列表或从 SCell列表删除某小区。

● SCell的激活和去激活是基于 RLC缓冲区（Buffer）占用的比率和数据分组到达 RLC缓冲区的时延来决定的。

● 当 SCell激活时，UE在该 CC内：发送 SRS；上报 CQI/PMI/RI/PTI；检测用于该 SCell和在该 SCell上传输的 PDCCH。

● 当 SCell去激活时，UE在该 CC内：不发送 SRS；不上报 CQI/PMI/RI/PTI；不传输上行数据（包含pending的重传数据）；不检测用于该SCell和在该SCell上传输的PDCCH；可以用于 path-loss reference for measurements for uplink power control，但是测量的频率降低，以便降低功率消耗。

4.CA的资源调度

CA的资源调度方式参见图2-25，具体分为以下两种。

● 如果不支持跨承载（Cross Carrier，CC）调度，与 Rel-8一样，每个下行 CC上的 PDCCH携带的调度信息对应同一个 CC的下行 PDSCH资源分配（DCI）或上行 PUSCH资源分配（UCI）。

● 如果支持跨承载调度，则允许一个 CC上的 PDCCH调度在另一个 CC上传输的资源，即 PDCCH在一个 CC上传输，而对应的 PDSCH或 PUSCH在另一个 CC上传输。如果支持跨承载调度，UE通过接收到的 RRC消息 CrossCarrierSchedulingConfig-r10的schedulingCellId-r10字段，知道需要在 schedulingCellId-r10对应的 CC上盲检另一个SCell的 PDCCH。

跨承载调度的一个好处就是能减少相邻小区对PDCCH控制信道的干扰，因为传统的小区间干扰协调机制一般只能减少对PDSCH信道的干扰，特别是在宏小区和微小区重叠覆盖的区域，通过跨承载调度调度可以避免对PDCCH信道的干扰，因为这两种小区的PDCCH可以配置在不同的载波单元（CC）上发送。

5.CA的兼容性

Rel-10中的所有CC都是后向兼容的（backward-compatible），即同时支持Rel-8/Rel 9 UE。

● Rel-10版本 UE支持 CA，能够同时发送和接收来自多个 CC（对应多个 serving cell）的数据。

● Rel-8版本 UE只支持在一个 Serving cell内，从一个 CC的 PDSCH信道接收数据及在同一个 CC的 PUSCH信道发送数据，从一个 CC的 PDCCH信道接收控制信息及在同一个 CC的 PUCCH信道发送控制信息。

2.8.2 增强多天线技术

通过2.5.3节，我们知道3GPP在Release＃8中定义了4种不同的小区专用参考信号模型，因此在Release＃8中，下行多天线发射技术也就最多同时支持4个并发数据流（层），即MIMO4×4，而且只支持基于码书矩阵预编码方式的波束赋型和空间复用。

3GPP Release＃9和Release＃10又分别对多天线技术进行了改进和增强。

● 新定义了两种不同的下行参考信号：

UE特定的参考信号（UE specific reference signals）；

信道状态参考信号（CSI reference signals）。

● 支持基于非码书（Non-codebook based）的矩阵预编码技术。

● 支持发射模式 TM＃7、TM＃8和 TM＃9。

因此，Release＃10 网络可以同时支持多达8个并行数据流的传输，即MIMO8×8。相应地，Release＃10 UE的用户传输数据速率比Release＃8 UE提高了一倍，达到300Mbps。

由于TM＃7、TM＃8和TM＃9都是基于非码书方式预编码的，UE事先并不知道发送端采用哪个预编码矩阵，因此需要发送端在预编码之前，在所分配的PDSCH资源块中插入UE特定的参考信号，即解调参考信号（DM-RS），参见图2-29，以帮助接收端（即UE）确定预编码矩阵，从而进行相干解调。图2-26是UE特定的参考信号（即解调参考信号）的时频资源分布图，占用相同时频资源的参考信号可进一步采用正交码来区分。信通状态参考信号结构如图2-27所示。

其中，由于TM＃7和TM＃8分别支持1层和2层数据流，因此UE可以继续检测小区专用参考信号来反馈信道状态信息。TM＃9支持8层并行数据流，此时最多有4个小区专用参考信号，不足以让UE检测并反馈8个信道状态信息，因此3GPP又重新定义了8个信道状态参考信号（CSI reference signals），而且该参考信号与小区专用参考信号一样都是在预编码以后插入的（参见图2-28），专门用于UE检测并反馈信道状态信息。

由于信道状态参考信号只用于UE检测和反馈信道状态信息，而不需要用于UE对PDSCH信道的相干解调，而且信道状态参考信号不是每一个子帧都会发送，而是最少每隔5个子帧（5ms）到最多每隔80个子帧（80ms）才会发送一次，因此该类参考信号所占用的时频资源是很少的。例如，如果配置了8个信道状态参考信号且每隔5个子帧才发送一次，则该参考信号占用的时频资源密度是8/（12×14×5）=1%，远低于配置了2个小区专用参考信号所占用的时频资源密度。

另外，对于占用相同时频资源的信道状态参考信号，同样可以采用正交码来区分它们。