LTE-U與Wi-Fi和諧共存長足發展還需邁過多道坎

本刊記者 | 刁興玲

LTE-U與Wi-Fi和諧共存長足發展還需邁過多道坎

本刊記者 | 刁興玲

目前運營商對LTE-U的主要定位還是在其主導的小基站部署方面，因此LTE-U與Wi-Fi的配合或者融合，將主要取決于運營商的部署策略和業務發展策略。

對話嘉賓：

近日召開的天翼終端交易博覽會可謂是近期通信行業最受矚目的會議，“4G+”、“載波聚合”成為此次展會焦點之一，由此可見，頻譜在運營商業務中的重要性。為了提升網絡速率，各運營商及設備商已開始將LTE-U（非授權頻譜）作為關注焦點之一。

非授權頻譜資源豐富，LTE-U是運營商運用載波聚合技術的一個移動數據流量轉移方案。通過在授權頻段中使用主載波并在非授權頻段中使用一個或多個輔載波，運營商可以借助非授權頻段靈活地轉移移動數據流量。在非授權頻段上應用LTE可以幫助運營商將業務可靠、有效地分流到，從而在擁堵區域為用戶提供更大的容量及更佳的用戶體驗。LTE-U在給運營商帶來巨大收益的同時，在前行道路上是否還需要邁過多道坎？本刊記者特約LTE-U專家深入討論LTE-U未來將何去何從，以饗讀者。

LTE-U將主要應用于熱點地區

《通信世界》早在2 0 1 4年，Verizon就聯合阿爾卡特朗訊、愛立信、高通和三星等公司成立了LTE-U組織，旨在推動LTE-U的發展。LTE-U主要的應用場景有哪些？

楊光：LTE-U目前的主要候選頻段是5GHz，這一頻段主要適合熱點地區覆蓋。同時，LTE-U還需要與Licensed（授權）頻段的LTE配合使用，主要目的在于業務分流。所以，LTE-U的主要部署場景應是室內與城市熱點地區，其將成為LTE Small Cell的重要補充。

上海貝爾：目前業界主要有兩個方案可以滿足在非授權頻段上應用LTE，即LTE-U論壇的LTE-U方案和正在3GPP研究的Licensed Assisted Access(LAA)。阿爾卡特朗訊在兩個組織中都是重要的參與者。目前業界主要關注點是能夠利用載波聚合功能聚合授權頻段上的主載波和非授權頻段上的輔載波，以提高吞吐率和用戶體驗。

LTE-U基于3GPP LTE Rel-10/11/12，該方案可應用于像美國、韓國等沒有強制要求先聽后說(listen-before-talk,簡稱LBT)的地區。

LAA目前是3GPP Rel-13中一個待標準化的方案。關于LAA的SI已經于2015年6月結束，其中重點關注了共存性能評估。預計LAA會采用LBT作為共存手段，與Wi-Fi和其他網絡共享非授權頻段，這是與某些地區的法規相一致的，諸如歐洲和日本。

由于非授權頻段上規定較低的發射功率，在非授權頻段上使用LTE主要用于微小區的場景。一個典型應用場景是授權頻段上的主小區與非授權頻段上的輔小區進行載波聚合，其中主小區保證可靠性，而輔小區承載數據。

Mazen Chmaytelli：LTE-U正處在被開發以用于在多個節點組網的環境中數據流量轉移和提升用戶體驗的階段。因此，高通將LTE-U視為在密集熱點、企業和場館情景中具有潛力支持服務提供商進行部署的關鍵技術。

《通信世界》LTE-U和載波聚合都將為運營商帶來網速的顯著提升，那么LTE-U和載波聚合彼此之間是如何相輔相成的？將非授權頻段聚合至授權頻段以提升容量的方式有哪些？

Mazen Chmaytelli：LTE-U實質上是載波聚合的一種形式，且其中的輔載波可使用非授權頻段。作為LTE-U及3GPP Rel-13 LAA的執行可操作模式，非授權頻段中的輔載波只可被用于下行傳輸（即SDL），若能獲得3GPP Rel-14LAA的支持，則可同時支持上行及下行傳輸。

LTE-U并不會擠走Wi-Fi

《通信世界》LTE-U利用了未授權的5GHz頻段來提供更快的網絡速度，該頻段一般被用于Wi-Fi連接。近日，有消息稱谷歌向FCC遞交了一份白皮書，稱移動運營商計劃用非授權頻段提供LTE服務，此舉將影響并排擠Wi-Fi、藍牙以及ZigBee等其他使用非授權頻段的技術。您對于這一問題如何看待？LTE-U的采用是否會對Wi-Fi網絡造成沖擊？

上海貝爾：事實上，很多無線運營商已經開始使用非授權頻段，如Wi-Fi熱點的大量部署，以此分擔蜂窩網絡的數據。在非授權頻段上使用LTE只是為運營商提供了一個除Wi-Fi、Bluetooth以及ZigBee以外的使用該頻段的方法，它只是一種不同的技術選擇，該技術本身并沒有使得該頻段更擁擠。

在非授權頻段上與其他技術的共存是設計LTE-U/LAA方案的一個重點。LTE-U和LAA兩個方案各自都已經完成大量的共存評估，仿真結果顯示用LTE-U/LAA替代一個Wi-Fi網絡實際上會提高與其他Wi-Fi網絡的共存性能。LTE-U和LAA已經或即將采用恰當的共存機制來保證與已有Wi-Fi網絡在非授權頻段上共存。

Mazen Chmaytelli：谷歌白皮書中的這一說法有待商榷。LTE-U能夠與Wi-Fi和其他非授權頻段技術共存，這是從一開始就考慮的設計固有特性。LTE-U應用了至少與其他已知非授權頻段技術具有可比性的共存機制，在大多數情況下甚至更全面。LTE-U設備會在發送前偵聽和感知通信信道以確保公平共享，尤其表現為LTE-U節點會進行信道選擇、發現干凈信道、并最小化非授權頻段上的干擾，在非常擁擠的情況下會利用TDM時分與其他技術在相同頻段上共存。

高通已開展了廣泛的仿真評估、實驗室測試和空口測試，已證實在許多情況下LTE-U與Wi-Fi接入點有同樣好的效果，甚至能達到比Wi-Fi接入點更好的效果。這意味著，如果有兩個Wi-Fi節點，例如節點A和節點B，每個節點都在基線情景中可以達到某個固定吞吐量性能。如果節點B被LTE-U取代，那么節點A的吞吐量至少媲美（有時高于）基線情景中的吞吐量。LTE-U論壇也公布了大量共存與公平共享測試案例。

當LTE-U被實際操作使用時，LTE-U/LAA基本不會降低藍牙及ZigBee的性能，因為這些技術并不使用5GHz UNII頻段且并未計劃用于最近授權的3.5GHZ頻段。為了非適用5GHZ UNII-2頻段的SDL實際操作，LTE-U作為當前規范將只使用UNII-1及UNII-3頻段。

綜上所述，LTE-U是可以同時解決高密度區域下網絡容量和用戶體驗問題的一種創新。與此同時，它還可以為用戶和運營商提供更多的選擇。其次，它還將促進其他更多的創新、提供更好的共存性能。

LTE-U地位將取決于短時間內形成的市場規模

《通信世界》為實現LTE-U優勢的最大化，LTE-U必須與現有的數十億臺Wi-Fi終端協調運行。在您看來，LTE-U與Wi-Fi如何實現深度融合？

楊光：LTE-U與Wi-Fi各有優勢。Wi-Fi技術成熟、產業規模大、普及度超高。而LTE-U在性能，尤其是可靠性和服務質量方面具有一定優勢。目前LTE-U的主要定位還是在運營商主導的小基站部署方面，所以LTE-U與Wi-Fi的配合或者融合，將主要取決于運營商的部署策略和業務發展策略。當然，目前也有公司，比如高通在推動LTE-U的獨立部署，即LTE-U不再需要授權頻段LTE系統的支持，可以在非授權頻段獨立工作。在這種情況下，LTE-U的市場地位則主要取決于其能否在短時間內形成足夠的市場規模。

上海貝爾：在非授權頻段上，不同的LTE方案采取不同的機制與Wi-Fi實現共存和融合。

為了保證與現有Wi-Fi的共存，LTE-U采用了信道選擇（channel selection）和LTE-U ON/OFF duty cycle（開/關占空比）的方法，以時分的方式保證與Wi-Fi及其他運營商的LTE-U網絡之間的共存。LTE-U ON/ OFF duty cycle自適應地考慮檢測到的Wi-Fi站點個數，來保證所有站點間公平的信道接入。LTE-U技術規范已于2015年3月在LTE-U論壇中發布。

LAA的標準仍在3GPP中討論。預計的方案是采用LBT與已有Wi-Fi和包含LAA的其他網絡共享非授權頻段，Wi-Fi系統也采用LBT作為共存手段。在定義LAA的LBT機制時會考慮與大量Wi-Fi站點共存場景。

LTE與Wi-Fi聚合（LTE Wi-Fi Aggregation，簡稱LWA）也仍在3GPP中討論。LWA的匯聚和Dual Connection方案一樣，都終結在LTE eNB的PDCP層，這樣一來，借助LTE提供的底層主覆蓋，終端可以在Wi-Fi提供的輔助覆蓋層自由移動和切換，除了提升終端的數據速率外，還可以大大提高終端的移動性，而移動過程并不會增加額外的核心網信令開銷。

Mazen Chmaytelli：能夠確保LTE-U節點與Wi-Fi共存且公平共享的條件是必須采用接入信道感知功能的公平共享機制。因為需要在另外一個LTE頻段工作，LTE-U終端將增加一個5GHz的LTE接收機。它們的SDL屬性并不會干擾5GHz的頻段。一個帶有LTE-U的終端也可以選擇發現Wi-Fi的接收點，用戶也可隨心選擇他們想要的Wi-Fi，就如同現在他們在LTE及Wi-Fi之間做出選擇一樣。

阿爾卡特朗訊WUN戰略嶄露頭角

《通信世界》近日，阿爾卡特朗訊發布了“無線統一網絡（Wireless UnifiedNetworks）”策略，該策略整合Wi-Fi與LTE可將網絡下載速度提升1倍以上，將上傳速度提升50倍以上。該策略的適用場景有哪些？具體而言有哪些優勢？將給運營商帶來怎樣的價值？

上海貝爾：為了滿足日益增長的無線業務需求，非授權共享頻段是對授權、排他頻段的有效補充。現有使用Wi-Fi技術的無線寬帶部署和未來在非授權頻段上使用LTE技術都是對非授權頻段的推動。作為WUN策略的一部分，阿爾卡特朗訊正在引領制定將現有授權的LTE網絡與非授權網絡融合的方案，以期為用戶提供更高的感受體驗。WUN包括兩個關鍵技術，即Wi-Fi Boost(+)和Cellular Boost。

Wi-Fi Boost結合了Wi-Fi的下行和蜂窩的上行，可最大程度發揮兩者優勢，極大提高系統容量，并降低單位數據流量成本，通過將已有兩個網絡融合，在節省運營商成本的同時，也大幅提升了用戶體驗。該方案要求終端設備升級系統軟件以支持同時的蜂窩和Wi-Fi發送，網絡也要融合蜂窩和Wi-Fi。阿爾卡特朗訊正與運營商和UE廠家合力打造一個端到端的Wi-Fi Boost生態系統。Wi-Fi Boost Plus是對Wi-Fi Boost的性能提升方案。Wi-Fi Boost和Wi-Fi Boost Plus是對3GPP正在制定中的LWA技術的補充，并提供了演進方向。阿爾卡特朗訊也正積極參與LWA項目，保證可以滿足最相關的應用場景。

Cellular Boost則可以通過在非授權頻段上部署LTE來提高蜂窩網絡的性能，包括上述的LTE-U和LAA技術，從而使得運營商在非授權頻段上獲得更高的系統性能、更方便的系統管理以及更低的運營管理成本。

阿爾卡特朗訊的WUN方案，可以由運營商自由選擇符合其網絡部署的最佳策略，如擁有大量Wi-Fi部署的運營商，可以選擇Wi-Fi Boost來提供其用戶的感受體驗，而對于沒有大量部署Wi-Fi的其他運營商則可以選擇Cellular Boost來獲得更高的用戶體驗，運營商也可以同時采用這兩種方案來為其用戶服務。這是兩種互相補充而不是互相排斥的技術。

除此之外，阿爾卡特朗訊的vRAN平臺采用了最先進的虛擬化“云”架構，可以根據小區和用戶數目等負載情況，靈活地分配和利用系統資源，因此vRAN平臺可以突破現有傳統基站平臺的限制，更好地滿足非授權頻段和LTE授權頻段融合的功能需求。

LTE-U探究之路永不停歇

《通信世界》早在M W C 2 0 15上，阿爾卡特朗訊演示的LTE-U和Wi-Fi的無縫運作引起了業界的關注，其中蜂窩增強功能采用非授權的頻段增強了蜂窩網絡性能。在MWC2015上，高通也宣布已經完成了對LTE-U網絡的OTA測試，已經開始嘗試將這項最新的技術整合到小型蜂窩解決方案和移動設備上的RF傳輸設備上。除此之外，貴公司為推動LTE-U的進步，還做了哪些工作？

上海貝爾：阿爾卡特朗訊參與了LTE-U論壇中關于LTE-U方案的討論。LTE-U基于3GPP LTE Rel-10/11/12規范，對現有LTE空口波形沒有改動。然而，LTE-U要求每個微小區增加軟件功能來實現信道選擇和LTE-U ON/OFF duty cycle。具體內容LTE-U論壇今年早些時候已經發布。此外，阿爾卡特朗訊還深入參與了3GPP中關于LAA和LWA的相關討論，相關技術方案也已納入了產品開發計劃。

Mazen Chmay telli：在MWC上發布的LTE-U是基于3GPP LTE Rel-10/11/12規范設計的，可在有授權主載波聚合的非授權頻段情況下支持下行流量轉移。高通最近發布的最新版LTE免許可技術，即MuLTEfire，添加了LTE在非授權頻段可獨立工作的功能，即無需授權主頻段也可工作。