一、技术介绍随着4G LTE和5G通信技术的不断演进用户对无线数据速率、网络容量以及业务连续性的要求持续提升。然而在实际商用网络中运营商可用频谱往往来源多样、分布零散不同频段、不同带宽的载波长期共存。受限于频谱资源稀缺且分布碎片化的现实条件单一载波带宽已难以支撑高速率与大容量并发需求。如何在不依赖连续大带宽频谱的前提下充分挖掘现有频谱资源价值成为移动通信系统演进中的关键问题。在这一背景下3GPP在LTE-A阶段引入了载波聚合Carrier Aggregation, CA技术使终端能够同时使用多个载波进行通信为后续4G增强及5G发展奠定了基础。二、载波聚合定义载波聚合是LTE‑A及5G演进过程中引入的一项关键技术其核心思想是将两个或更多的分量载波Component carrier, CC进行聚合使终端能够同时利用多条频谱资源进行数据收发。在物理层面各载波仍然保持各自独立在协议层面系统通过调度与重组机制将多载波资源统一服务于同一用户。在LTE中每个载波的带宽最高为20 MHz通过CA最多可聚合5个载波在5G NR中CA能力进一步增强可结合更大的单载波带宽以及更灵活的频谱组合方式为高速率与大容量通信提供基础。LTE载波聚合示意图三、载波聚合类型1.频段内连续CAIntra-band contiguous CA• 定义两个载波同属于3GPP协议中的某一频段A内且其在频域上是连续的。频段内连续CA示意图举个通俗易懂的例子一个频段可代表一条道路一个载波可代表一条车道。当道路上只有一条车道时车只能一辆一辆排队依次通过若车流量很大此时道路的通行效率将大大降低。换言之若频段内只有单载波而需要传输的信息量很大时信息传输效率很低。因此为了提高车辆通行效率一种方法是在原来道路的基础上将原先的单车道变成双车道或多车道且各车道间的距离为0仅用地上的导流线划分如图所示。此时道路上就可以同时容纳两辆或多辆车并排行驶通行效率大大提升。“单车道”变“多车道”以提升速率2.交换频段内不连续CAIntra-band non-contiguous CA• 定义两个载波同属于3GPP协议中的某一频段A内但其在频域上不连续。交单频段内不连续CA示意图提升车辆通行效率的第二种方法是考虑在各车道间增加隔离带使得各车道独立开车辆无法从车道1开到车道2上。同样用道路和车道来表示在原来道路的基础上在其中间挖一条隔离带使得车道①和车道②相互独立各车道内的车辆仅能在本车道内行驶。这样车辆在行驶过程中也可有效提升通行效率。“单车道”增加“隔离带”以提升速率3.频段间CAInter-band CA定义两个载波分属于3GPP协议中不同的频段。频段间CA示意图若不在原先的道路上做改变而是在另外的地盘上新建几条道路同样也可提升车辆通行效率。简言之车辆可以选择在不同的道路上行驶同时每条道路既可设计成单车道也可设计为双车道或多车道且各车道间可由导流线或隔离带组成如图所示。新建“车道”以提升速率注针对上面左中右三种情况分别进行解释其中道路代表频段Band车道代表载波分量CC说明如下• 左图不同的Band中只有一个单载波分量1CC例如CA_n29A-n66A• 中图Band①中只有单载波分量1CCBand②2中由一个Intra-band contiguous CA2CCs组成例如CA_n1A-n78C• 右图Band①中只有单载波分量1CCBand②2中由一个Intra-band non-contiguous CA2CCs组成例如CA_n1A-n782A在参与载波聚合的所有载波分量中各分量也有区别。其中承担所有核心的控制信令包括初始接入、RRC连接建立以及大部分调度相关的消息的小区称为主小区Primary CellPCell而PCell对应的载波分量即称为PCCPrimary Component Carrier而用于扩展带宽提高数据吞吐不承载接入控制信令的小区称为附属小区辅小区Secondary CellSCell而SCell对应的载波则称为SCCSecondary Component Carrier。四、载波聚合作用与价值1.显著提升数据吞吐量与峰值速率载波聚合通过同时使用多个载波进行数据传输使终端可获得更大的等效带宽。在单载波带宽受限的情况下CA能够实现下行和上行速率的叠加提升是实现高速数据业务如高清视频、车联网数据回传的关键技术手段。2.提高频谱利用效率释放碎片化频谱价值在实际网络部署中运营商频谱资源往往呈碎片化分布难以形成连续的大带宽载波。CA技术能够将分散在不同频段或不连续频点上的频谱资源进行逻辑整合有效提升现有频谱的整体利用率避免频谱资源闲置或浪费。3.增强网络容量与负载均衡能力通过在多个载波之间进行动态调度网络可以根据小区负载情况灵活分配用户数据避免单一载波拥塞。CA不仅提升单用户体验也有助于提高整体小区容量和系统稳定性特别适用于高并发场景。4.改善覆盖与性能的综合表现在跨频段载波聚合中系统可结合低频段的覆盖优势与高频段的容量优势。例如低频载波用于保障稳定连接高频载波用于提升速率从而在覆盖、速率和稳定性之间取得更优平衡提升用户的整体通信体验。5.满足高性能终端和行业应用需求在车载终端、工业模组等应用场景中终端往往需要在移动、高速或复杂无线环境下保持稳定的数据连接。载波聚合作为高性能无线能力的重要体现已成为终端能力评估、认证测试和研发验证中的关键指标。五、德思特ALifecom基站模拟器载波聚合测试在通信模组或T‑BOX等设备研发过程中通常需要验证终端是否支持特定CA组合以及在不同载波配置下的吞吐性能表现德思特ALifecom基站模拟器可有效提供网络模拟环境。德思特ALifecom基站模拟器可支持4G/5G蜂窝网络下的CA测试。其中NE6600 4G基站模拟器单机支持LTE 2CC载波聚合。如图1所示用户仅需在软件端配置主小区PCell的载波分量1CC-PCC指定其工作频段和带宽以及发射信号功率后点击开启载波聚合选项并选择载波聚合类型例如频段内连续CA、频段内不连续CA或频段间CA从而配置一个附属小区SCell的载波分量1CC-SCC最终形成LTE 2CC载波聚合。测试时首先终端与基站模拟器间完成网络附着此时仅建立PCell连接之后在RRC重配置时添加SCell和SCC触发CA建立。图1. 4G LTE架构下的载波聚合图2. 5G NR NSA架构下的载波聚合德思特ALifecom基站模拟器可灵活配置多种不同CA组合满足不同测试场景的测试要求。同时其可稳定复现研发与认证所需测试场景支撑研发调试和产线测试可为载波聚合测试提供有效保障。参考资料1.https://zhuanlan.zhihu.com/p/5797736492.https://bbs.huaweicloud.com/blogs/4357233.https://blog.csdn.net/ZhongGuoRenMei/article/details/109775756
一文读懂载波聚合（CA）：从技术原理到德思特实操测试方案
发布时间：2026/6/26 12:14:57
一、技术介绍随着4G LTE和5G通信技术的不断演进用户对无线数据速率、网络容量以及业务连续性的要求持续提升。然而在实际商用网络中运营商可用频谱往往来源多样、分布零散不同频段、不同带宽的载波长期共存。受限于频谱资源稀缺且分布碎片化的现实条件单一载波带宽已难以支撑高速率与大容量并发需求。如何在不依赖连续大带宽频谱的前提下充分挖掘现有频谱资源价值成为移动通信系统演进中的关键问题。在这一背景下3GPP在LTE-A阶段引入了载波聚合Carrier Aggregation, CA技术使终端能够同时使用多个载波进行通信为后续4G增强及5G发展奠定了基础。二、载波聚合定义载波聚合是LTE‑A及5G演进过程中引入的一项关键技术其核心思想是将两个或更多的分量载波Component carrier, CC进行聚合使终端能够同时利用多条频谱资源进行数据收发。在物理层面各载波仍然保持各自独立在协议层面系统通过调度与重组机制将多载波资源统一服务于同一用户。在LTE中每个载波的带宽最高为20 MHz通过CA最多可聚合5个载波在5G NR中CA能力进一步增强可结合更大的单载波带宽以及更灵活的频谱组合方式为高速率与大容量通信提供基础。LTE载波聚合示意图三、载波聚合类型1.频段内连续CAIntra-band contiguous CA• 定义两个载波同属于3GPP协议中的某一频段A内且其在频域上是连续的。频段内连续CA示意图举个通俗易懂的例子一个频段可代表一条道路一个载波可代表一条车道。当道路上只有一条车道时车只能一辆一辆排队依次通过若车流量很大此时道路的通行效率将大大降低。换言之若频段内只有单载波而需要传输的信息量很大时信息传输效率很低。因此为了提高车辆通行效率一种方法是在原来道路的基础上将原先的单车道变成双车道或多车道且各车道间的距离为0仅用地上的导流线划分如图所示。此时道路上就可以同时容纳两辆或多辆车并排行驶通行效率大大提升。“单车道”变“多车道”以提升速率2.交换频段内不连续CAIntra-band non-contiguous CA• 定义两个载波同属于3GPP协议中的某一频段A内但其在频域上不连续。交单频段内不连续CA示意图提升车辆通行效率的第二种方法是考虑在各车道间增加隔离带使得各车道独立开车辆无法从车道1开到车道2上。同样用道路和车道来表示在原来道路的基础上在其中间挖一条隔离带使得车道①和车道②相互独立各车道内的车辆仅能在本车道内行驶。这样车辆在行驶过程中也可有效提升通行效率。“单车道”增加“隔离带”以提升速率3.频段间CAInter-band CA定义两个载波分属于3GPP协议中不同的频段。频段间CA示意图若不在原先的道路上做改变而是在另外的地盘上新建几条道路同样也可提升车辆通行效率。简言之车辆可以选择在不同的道路上行驶同时每条道路既可设计成单车道也可设计为双车道或多车道且各车道间可由导流线或隔离带组成如图所示。新建“车道”以提升速率注针对上面左中右三种情况分别进行解释其中道路代表频段Band车道代表载波分量CC说明如下• 左图不同的Band中只有一个单载波分量1CC例如CA_n29A-n66A• 中图Band①中只有单载波分量1CCBand②2中由一个Intra-band contiguous CA2CCs组成例如CA_n1A-n78C• 右图Band①中只有单载波分量1CCBand②2中由一个Intra-band non-contiguous CA2CCs组成例如CA_n1A-n782A在参与载波聚合的所有载波分量中各分量也有区别。其中承担所有核心的控制信令包括初始接入、RRC连接建立以及大部分调度相关的消息的小区称为主小区Primary CellPCell而PCell对应的载波分量即称为PCCPrimary Component Carrier而用于扩展带宽提高数据吞吐不承载接入控制信令的小区称为附属小区辅小区Secondary CellSCell而SCell对应的载波则称为SCCSecondary Component Carrier。四、载波聚合作用与价值1.显著提升数据吞吐量与峰值速率载波聚合通过同时使用多个载波进行数据传输使终端可获得更大的等效带宽。在单载波带宽受限的情况下CA能够实现下行和上行速率的叠加提升是实现高速数据业务如高清视频、车联网数据回传的关键技术手段。2.提高频谱利用效率释放碎片化频谱价值在实际网络部署中运营商频谱资源往往呈碎片化分布难以形成连续的大带宽载波。CA技术能够将分散在不同频段或不连续频点上的频谱资源进行逻辑整合有效提升现有频谱的整体利用率避免频谱资源闲置或浪费。3.增强网络容量与负载均衡能力通过在多个载波之间进行动态调度网络可以根据小区负载情况灵活分配用户数据避免单一载波拥塞。CA不仅提升单用户体验也有助于提高整体小区容量和系统稳定性特别适用于高并发场景。4.改善覆盖与性能的综合表现在跨频段载波聚合中系统可结合低频段的覆盖优势与高频段的容量优势。例如低频载波用于保障稳定连接高频载波用于提升速率从而在覆盖、速率和稳定性之间取得更优平衡提升用户的整体通信体验。5.满足高性能终端和行业应用需求在车载终端、工业模组等应用场景中终端往往需要在移动、高速或复杂无线环境下保持稳定的数据连接。载波聚合作为高性能无线能力的重要体现已成为终端能力评估、认证测试和研发验证中的关键指标。五、德思特ALifecom基站模拟器载波聚合测试在通信模组或T‑BOX等设备研发过程中通常需要验证终端是否支持特定CA组合以及在不同载波配置下的吞吐性能表现德思特ALifecom基站模拟器可有效提供网络模拟环境。德思特ALifecom基站模拟器可支持4G/5G蜂窝网络下的CA测试。其中NE6600 4G基站模拟器单机支持LTE 2CC载波聚合。如图1所示用户仅需在软件端配置主小区PCell的载波分量1CC-PCC指定其工作频段和带宽以及发射信号功率后点击开启载波聚合选项并选择载波聚合类型例如频段内连续CA、频段内不连续CA或频段间CA从而配置一个附属小区SCell的载波分量1CC-SCC最终形成LTE 2CC载波聚合。测试时首先终端与基站模拟器间完成网络附着此时仅建立PCell连接之后在RRC重配置时添加SCell和SCC触发CA建立。图1. 4G LTE架构下的载波聚合图2. 5G NR NSA架构下的载波聚合德思特ALifecom基站模拟器可灵活配置多种不同CA组合满足不同测试场景的测试要求。同时其可稳定复现研发与认证所需测试场景支撑研发调试和产线测试可为载波聚合测试提供有效保障。参考资料1.https://zhuanlan.zhihu.com/p/5797736492.https://bbs.huaweicloud.com/blogs/4357233.https://blog.csdn.net/ZhongGuoRenMei/article/details/109775756
