Den bærer aggregering (på engelsk: Carrier Aggregering eller CA ) er en teknikk som brukes i mobile kommunikasjonsnettverk , i den siste generasjon trådløs og noen kabelnettverk for å øke en brukers datatakt av nettverket.
Flere frekvensbånd er gruppert sammen og tildelt til en bruker, noe som gjør det mulig å øke den maksimale dataoverføringshastigheten som blir proporsjonal med antall bærere som brukes. Radioressurser kan dermed fordeles mer fleksibelt blant brukerne av et nettverk. ̈
Carrier aggregation begynte å bli brukt på begynnelsen av 2000-tallet på 3G-mobilnett for å øke hastigheten på dataoverføring for en bruker. Vi får dermed 3G̟ +: DC- HSDPA , DC-HSUPA, HSPA + , deretter 4G LTE og 4G + . De tekniske fordelene kommer både operatører og brukere til gode. Flere radiofrekvenser, både opplink og nedlink, er allokert til flere mobiloperatører som opererer i de samme spektrumblokkene. De tildeles vanligvis gjennom auksjoner og fullmakter fra nasjonale reguleringsmyndigheter som Arcep i Frankrike.
DC står for dual carrier , noe som betyr at teknologien som brukes samtidig bruker to frekvensbånd som sendes ut av et mobiltelefontårn .
Den nyttige båndbredden til en operatør i et 3G UMTS / HSPA mobilnettverk er omtrent 4 MHz med 5 MHz avstand mellom bærerens senterfrekvenser. Den siste generasjonen av UMTS: HSPA + gir operatøraggregering ( Dual Carrier ) som lar brukeren bruke to nedlastningskanaler. Aggregasjonen av DC-HSPA + bærer kalles også "dobbeltcelle" ( dobbeltcelle ). Den 3GPP har standardisert bæreren aggregering for HSDPA + i versjon 8 og 9 (rel.8 og 9) av 3G UMTS-standarden; det tillater opplink maksimalt to kanaler (bærere) og maksimalt fire kanaler for nedlink .
I praksis brukte de eksisterende 3G HSPA + (H +) -nettverkene i 2015 bare to aggregerte transportører i nedstrømsretningen ( nedlasting ) og en enkelt uplink-bærer, noe som gjorde det mulig å oppnå en teoretisk toppgjennomstrømning på 42 Mbit / s i nedlasting .
Da den ble lansert kommersielt i 2010, støttet LTE (versjon 8 og 9 av 3GPP- standardene ) forskjellige båndbredder, men var "single carrier" (i virkeligheten brukes to frekvensbånd i LTE FDD : en for uplink , den andre for nedlink ); hver bærer kan være 1,4 MHz , 3 MHz , 5 MHz , 10 MHz , 15 MHz eller 20 MHz bred .
I LTE Advanced (rel. 10, 11, 12 og 13 i 3GPP-standardene) kan radioressurser lokalisert på to, tre eller fire transportører (eller flere) samles og tildeles, til en gitt tid, til en enkelt bruker, som øker toppflyten. De aggregerte bærerne kan ha forskjellige bredder, for eksempel for to bærere: en 10 MHz primær kanal og en 20 MHz sekundær kanal og kan eller ikke kan være sammenhengende; kontroll- og signalinformasjonen sirkulerer på den primære kanalen ( primærcellen ), og sekundærbærerne gir ekstra gjennomstrømning.
LTE Advanced-standardene publisert av 3GPP (rel. 12) tillater aggregering av opptil 4 eller 8 transportører (terminaler i kategori 8, 14 og 16); den følgende versjonen av standarden, publisert i 2016 (rel. 13), tillater teoretisk aggregering av opptil 32 transportører (terminaler i kategori 17 i nedlink) for å kunne bruke de " ulisensierte " frekvensbåndene (uten administrativ godkjenning) på 5 GHz ; de kanalene av bandet 5 GHz bør deles med Wi-Fi-nettverk 802.11n , 11ac og 802.11ax .
I LTE Advanced og 5G kan aggregerte bærere være lokalisert i forskjellige frekvensbånd (interbånd CA) eller i samme frekvensbånd, ved siden av hverandre (intra-bånd CA, sammenhengende bærere) eller i samme frekvensbånd, men med en mellomrom mellom frekvensene til de samlede bærerne.
IEEE 802.11 LAN- standarder (ofte referert til som Wi-Fi ) bruker 20 MHz brede radiokanaler ; i de første generasjonene av Wi-Fi ble en enkelt 20 MHz- kanal brukt av hvert tilgangspunkt og deretter dynamisk tildelt Wi-Fi-terminalene i halv-dupleksmodus (dvs. vekselvis i overføring og deretter i mottak).
Siden publiseringen av IEEE 802.11n- standardene i 2009, deretter IEEE 802.11ac i 2013 og IEEE 802.11ax i 2020, kan kanalene (bærere) samles i grupper på 2 (802.11n-standard) og deretter i grupper på 2, 4 eller 8 med 802.11ac og 802.11ax standarder, dvs. opptil 160 MHz båndbredde. I Wi-Fi må de samlede kanalene ligge i nærheten. Storskala aggregering (4 eller 8 kanaler) er bare mulig i 5 GHz frekvensbåndet .
Denne aggregeringen øker gjennomstrømningen av tilgangspunkter og kompatible Wi-Fi-terminaler betydelig .
DOCSIS er en standard for tilgang til Internett ved bruk av eldre koaksiale kabel-TV- nettverk , kombinert med fiberoptikk ( HFC- nettverk ). De historiske Docsis-standardene (1.0 og 2.0) brukte båndbredden til koaksialkabelen (ca. 1 GHz ) kuttet i 6 eller 8 MHz- kanaler (8 MHz i Europa: EuroDocsis-standard). En enkelt TV-kanal (en enkelt 8 MHz- bærer ) ble brukt til å overføre internettdata til en abonnent.
Med Docsis 3.0-standarden som ble utgitt i 2006, kan flere av de eldre kabel-TV-kanalene og tilhørende operatører pakkes sammen og samles på nedlink , i grupper på 2, 4, 8, 16 eller 24. Dette muliggjør overføring av data og veldig høy -hastighets internettilgang (fra 100 til 800 Mb / s i 2015). Standard 3.1 (publisert i 2014) vil gjøre det mulig å overskride 1 Gb / s ved å samle bredere frekvensbånd.
Det er to hovedteknikker for å samle radiobærere for å føre en høyere datastrøm til en nettverksbruker:
Den første teknikken som består av uavhengig modulering av bærerne, har fordelen av enkelhet og gjør det lettere å gjenbruke maskinvarekomponenter fra tidligere generasjoner, for eksempel: HW-akseleratorer som utfører 2048x2048 Fourier- transform definert av LTE-standarder ( OFDMA- koding ); denne FFT- størrelsen begrenser frekvensbåndbredden til en LTE-bærer til 20 MHz .
Denne løsningen gjør det lettere å bo i samme nettverk av terminaler med og uten vekselstrøm, det gjør det også mulig å samle bærere plassert i forskjellige frekvensbånd (for eksempel: 800 MHz og 2600 MHz ) og med forskjellige bredder. På den annen side forplikter den seg til å holde "beskyttelsesbåndene" rundt hver bærer: 1,2 MHz i HSPA + (24% av bredden på frekvensbåndet), rundt 2 MHz i LTE (10% av et bånd. 20 MHz ) og omtrent 1,3 MHz i Docsis (16%), noe som reduserer den potensielle toppgjennomstrømningen.
Den andre varianten som grupperer de aggregerte frekvensbåndene i en enkelt bærer er spektralt mer effektiv; i dette tilfellet holdes bare 2 "beskyttelsesbånd" (for å unngå forstyrrelser): ett på "hver side" av den nye transportøren; på den annen side fører denne teknikken til et brudd i kompatibiliteten med det gamle “no aggregation” -utstyret og med de eksisterende terminalene; det involverer mer komplisert utstyr: i stand til å behandle flere underbærere parallelt (tilfelle modulasjoner basert på OFDM ), derfor med en større "Fourier-transform" som skal beregnes i sanntid , selv når trafikken er høy. lav. Denne teknikken er bare anvendelig hvis de aggregerte transportørene bruker sammenhengende frekvensbånd; dette er for eksempel tilfellet med Wi-Fi-nettverk som bruker 5 GHz-båndet og DOCSIS-kabelnettverkene.
Avhengig av nettverkstype kan bærere tildeles nettverksbrukere statisk eller dynamisk av tilgangspunkt (Wi-Fi), eNode B (4G) eller CMTS (kablet nettverk).
Når det gjelder Docsis-kabelnettverk og Wi-Fi-nettverk, tildeles en eller flere aggregerte bærere når du kobler en terminal til tilgangspunktet , avhengig av terminalens muligheter (antall kanaler / støttede bærere) og tilgjengelig spektral ressurser (bærere). Denne frekvensallokeringen ledsages vanligvis av tildelingen av en IP-adresse og forblir gyldig så lenge økten varer .
Når det gjelder mobilnettverk (HSPA + og LTE Advanced), er tildelingen dynamisk, den innledende tilkoblingen og signaliseringen skjer på den primære bæreren ( primær celle ); sekundærbæreren (e) tildeles eller slettes dynamisk (flere ganger per sekund i LTE) i henhold til bithastigheten som kreves av terminalen og i henhold til radioressursene som er tilgjengelige i de aktuelle radiocellene. Dette muliggjør en mer effektiv deling av radioressursen mellom flere terminaler.