[移动通讯]【Carrier Aggregation-4】【LTE-5】

前言：

前面讲过通过能力上报，以及RRC Connection Reconfiguration

添加SCell,添加完成后，UE 处于Inactive 状态。

本章主要讨论一下 Inactive 状态Active 状态的切换.

3GPP TS 36.321 V11.1.0 section 6.1.3.8 "Activation/Deactivation MAC Control Element…The eNodeB delivers a MAC CE to activate a configured SCell UL or DL traffic volume.
For DL

the eNodeB determine that the CA UE has met the DL traffic:
Data volume buffered at the RLC,

Delay of the first RLC protocol data unit PDU
For UL:
The report UL buffer status is greater than the threshold specific;
Transmission time interval

For Deactivation

Traffic volume
Channel quality
Residual block errors

MAC-CE 简介
MAC CE 3GPP 定义
MAC-CE 日志
调度机制
问题

一 MAC-CE(MAC Control Element) 简介

1.1 作用：

UE 通过MAC CE 请求激活对应的SCell

Ci——是一个配置了SCellIndex i的SCell。
’ 1 ‘——带有索引’ i '的Scell将被激活。
’ 0 ‘——带有索引’ i '的Scell将被去激活。

1.2 RRCConnectionReconfiguration

如上图里面的 $C_1,C_2$ 对应 RRCConnectionReconfiguration 里面的 SCellIndex

1.3 服务小区测量

上述两个SCC 后面测量消息里面也可以看到，

注意： SCC1,SCC2和 $C_1,C_2$ 不一定对应，后面会讲到

二 MAC CE 3GPP 定义

参考：

3GPP: 36.213

3GPP: 36.321

Rel 8 - 6.1.3 MAC Control Elements

随着3GPP 新版本的发布,MAC CE越来越长（请参阅LTE-AdvancedMAC了）

下表显示了MAC报头的LCID类型。

红色矩形中标记的部分是LCID，代表各种MAC CE。

2.1 <Rel 8>------><Rel 10,11> 变化

2.2 <Rel12>--><Rel 13>

2.3 <Rel14>--><Rel15>

三：MAC-CE 日志

3.1 Rel-10 Cat12 定义

参考： 36.321 6.1.3.8 Activation/Deactivation MAC Control Element

主要结构如下：

例：

LCID: 11011: 27

CE（Control-Element）: SCellIndex:1

3.2 Rel 13, UE Category 17

Based Category 17, we can achieve 32 CC Carrier Aggregation and 25 Gbps. To support 32 CC (31 SCC), a new Activation/Deactivation MAC CE is added as shown below.

3.3 SCC 和 C1，C2 C3,.关系

问题：

C1==SCC1,C2==SCC2?

答案：

错误

C1,C2,C..C7 和 SCC1,SCC2,...SCC7的映射关系通过 RRC Connection Reconfig OTA

消息配置

例子如下：

图b: SCC1 对应的scellIndex-r10=2, 则MAC CE: 0000 0100

图d: SCC1 d对应的scellIndex-r10=7 则 MAC CE:1000 0000

3.5 日志

Following is an example of RRC Connection Reconfiguration message to add SCC1.

四调度机制

为了在配置CA时实现合理的UE功耗，支持SCell的激活/去激活调度机制。

1 如果UE被配置有一个或多个SCell，则eNodeB可以激活和去激活所配置的SCell。
2 Activation/Deactivation 不适用于 PCell.
3 在Configuring/Adding SCell 后, the SCell 处于 deactivated 状态.
4 当SCell 修改后, UE不改变激活状态.如果在目标PCell中使用相同的SCell（即在切换期间未释放SCell），目标小区中的SCell最初处于去激活状态。

5 无论何时激活/去激活下行链路SCC，都不存在上行链路SCC的明确激活/去活，，

相应的上行链路SCC也被激活/去激活。

6 为了使UE在SCell上接收数据（PDSCH/PDCCH),它必须被激活，这与配置SCell不同。
7 如果SCell 处于deactivated 状态，UE 保持configuration 状态（RRC 配置）但是

不能接收PDCCH or PDSCH 数据

四 Activation/Deactivation of Secondary Cell

4.1 Activation

激活场景

网络用一个或多个SCC来配置UE

当需要更多的数据吞吐量时（例如在下行链路中有大量的数据要传送到UE),网络可以激活几个SCC以最大化下行链路吞吐量

如果PCell已完全加载，则可以激活Scell, 在SCell上调度数据传输（负载平衡）。

UE（和网络）可以在没有基于sCellDeactivationTimer的显式信令的情况下去激活的Scell，这是UE尚未在SCell上接收到任何数据的时间量（以无线电帧为单位）。

激活通过MAC-CE 控制

激活/去激活MAC控制元素由具有唯一LCID:11011的MAC PDU子报头来标识

它有一个固定的大小，由一个包含七个C字段和一个R字段的八位字节组成（保留位，设置为“0”）。每个C字段表示SCellIndex在1-7范围内的SCell。

4.2 Deactivation

去激活场景

网络可以去激活PCC 外面的所有SCC

当没有更多的数据要传送到UE或者SCell的信道质量变差时,网络可以去激活SCell。

UE（和网络）可以在没有基于 sCellDeactivationTimer的显式信令的情况下去激活的Scell，这是UE尚未在SCell上接收到任何数据的时间量（以无线电帧为单位）。

通过MAC-CE 控制或者 sCellDeactivationTimer

激活/去激活MAC控制元素由具有唯一LCID:11011的MAC PDU子报头来标识

它有一个固定的大小，由一个包含七个C字段和一个R字段的八位字节组成（保留位，设置为“0”）。每个C字段表示 SCellIndex 在1-7范围内的 SCell。

4.3 MAC-CE 格式

The MAC control element carries a bitmap for the activation and deactivation of SCells: set to 1 denotes activation of the corresponding SCell, while a bit set to 0 denotes deactivation.

4.4 sCellDeactivationTimer 控制激活去激活Scell

RRC may configure the UE with sCellDeactivationTimer which is located in mac-MainConfig-v1020.

sCellDeactivationTimer can take values starting from 20ms to 1280ms (20, 40, 80, 160, 320, 640, and 1280ms)

如果UE 配置了多个SCells, E-UTRAN 配置 sCellDeactivationTimer

如果该字段缺失，UE 侧设置该值为infinity。

UE 维护对应 SCell的 sCellDeactivationTimer，当超时了，就Deactive对应的SCell.

如果UE 收到Activation/Deactivation SCellMAC CE 在 #n 帧，UE 开始或者重启

sCellDeactivationTimer 定时器在 #n+8 帧后，开始监听数据

如果UE 收到 activated SCell PDCCH 的指示，包括uplink grant 或者 downlink assignment，要重启相关SCell的 sCellDeactivationTimer

If the UE receives an Activation/Deactivation MAC CE in subframe #n ,deactivating the SCell or if the sCellDeactivationTimer associated with the activated SCell expires in subframe #n, the UE shall deactivate the SCell no later than in subframe #n+8.

If the UE receives an Activation/Deactivation MAC CE in subframe #n activating the SCell, the UE shall apply the below defined actions no earlier than subframe #n+8 and no later than subframe #n+24 or subframe #n+34 (as defined in section 7.7.2 of 36.133)
― Transmit SRS on the SCell in case if UL CA and SRS on the SCell is configured;
― PDCCH monitoring on the SCell;
― PDCCH monitoring for the SCell (Cross Carrier Scheduling);
― CSI reporting for the SCell. The UE should start transmitting valid CSI report no later than subframe #n+24 or #n+34 (as defined in section 7.7.2 of 36.133) but it can report out of range (CQI index = 0) values from subframe #n+8, otherwise the eNodeB have to perform blind decoding of PUSCH (if scheduled) from subframe #n+8 till subframe #n+24 or #n+34

If the SCell is deactivated, the UE shall apply the following activations:
― SRS shall not be transmitted in case if UL CA and SRS on the SCell is configured
― The UE shall not transmit UL-SCH on the SCell (UL CA)
― PDCCH on/for the SCell shall not be monitored.
― The UE shall flush all HARQ buffers associated with the SCell.
― The UE shall not transmit RACH on the SCell (Introduced in Release-11, and the RA procedure on an SCell shall only be initiated by a PDCCH order). When SCell is deactivated, the ongoing RA procedure on the SCell, if any, is aborted
― The UE shall stop reporting CSI from subframe #n+8 if the sCellDeactivationTimer associated with the SCell expires in subframe #n or if the UE receives an Activation/Deactivation MAC CE in subframe #n deactivating the SCell

I have created a tool to display timings of different actions defined above based on the activation or deactivation SFN/subframe. Try this timing calculator here.

五问题

Q1:

当载波聚合正在进行并且一个设备连接到2个载波时（假设）。PCC和SCC向UE接收的子帧为什么它们总是同时的。如果它们不是同时发生的，为什么？所以请详细说明这一部分。。

Answer1:

在PCC和SCC中接收的PDCCH不需要是同时的。只要SCC是活动的，就可以在任何子帧中接收数据，而不管PCC在该子帧中是否接收数据。就这一点而言，只有SCC可以用于发送数据。这完全取决于eNodB为这个特定用户拥有多少数据，以及负载情况如何。SCC和PCC的调度是完全灵活的

Q2:

If I aggregated 2 CCs, both of them are 10MHz, so I get a 20Mhz carrier aggregated. What's the differences between this carrier aggregated and a normal 20MHz carrier when I use them?My English is not good, thank you !

Answer2:

网络侧影响：

在PCC小区由于许可证或频带限制而仅具有10MHZ带宽的情况下。但是UE仍然希望在短时间内发送更多的数据。因此，如果网络有额外的频谱，这次可以使用CA。与CA和非CA相比，设备成本也有点高。这里的一切都基于需求、网络实施和带宽可用性。

UE 侧影响：

例如，在UE侧：

在CA的情况下，UE需要两个接收机来解码来自两个CC的数据，其中与单个20MHz载波一样，一个Rx就足够了。CA情况下的更多处理（包括解码、测量等）在eNodeB侧，这是相同的两个不同的发射器。但网络在（例如）负载共享方面具有灵活性以信令开销为代价。

Q3:

what's the reason UE cannot monitor PDCCH/SCH on the newly activated carrier earlier than subframe #n+8? Cannot find it in 36133.

Answer3:

timing requirements ，以确保UE和eNB之间同步

例如，在激活的情况下，

s1 UE需要在接收到激活MAC CE后4ms后发送HARQ反馈

s2 eNB仅知道UE在eNB处的大约4+（1.5到2ms）上行链路信号处理延迟中成功接收到MAC CE。

s3 eNB在实际传输之前将花费大约1.5到2ms来调度UE。

因此，至少有8ms是有意义的

Q4 :

how CQI/AperiodicCQI feedback works with Carrier aggregation?
1- ue report CQI for both Cells each Periodic CQI report?
2- or Ue report CQI for only one cell each Periodic CQI?

Answer4:

UE将基于RRC提供的配置分别发送每个配置的小区的周期CSI

Q5:

I have CA (blind activation, not Buffer based) between 1800 15M and 800 10Mhz.
During Ping Test (32bytes) repeated 3 time for each test,
CA is always configured. but not activated.
I want to enabled CA active during Ping Test. How can i do ? Thanks.

Answer5:

主要由网络侧控制

在网络方面，根据（实现的）选项，你应该能够找到一个选项。不过，我只经历过两种选择：

一种是在配置sCell后始终激活sCell（Live中的网络不使用）

一种是基于缓冲区的。请尝试将缓冲区阈值设置为最小值，并将ping的大小增加到该扩展以查看其工作情况。

Q6:

Why ue release the secondary scell before handover?
is it possible to perform handover with scells? if yes in which release its supported?
and what are the benefit of performing handover with scells and without Scells

Answer6:

我可以在L3层消息中看到Scell的配置或添加，但当Scell被激活和停用时，我可以从哪个确切的L3或L1消息中看到MAC CE的详细信息，以便从Ue日志中准确识别？

参考：

CSDN

载波聚合（CA）