LTE-U与Wi-Fi和谐共存长足发展还需迈过多道坎

本刊记者 | 刁兴玲

LTE-U与Wi-Fi和谐共存长足发展还需迈过多道坎

本刊记者 | 刁兴玲

目前运营商对LTE-U的主要定位还是在其主导的小基站部署方面，因此LTE-U与Wi-Fi的配合或者融合，将主要取决于运营商的部署策略和业务发展策略。

对话嘉宾：

近日召开的天翼终端交易博览会可谓是近期通信行业最受瞩目的会议，“4G+”、“载波聚合”成为此次展会焦点之一，由此可见，频谱在运营商业务中的重要性。为了提升网络速率，各运营商及设备商已开始将LTE-U（非授权频谱）作为关注焦点之一。

非授权频谱资源丰富，LTE-U是运营商运用载波聚合技术的一个移动数据流量转移方案。通过在授权频段中使用主载波并在非授权频段中使用一个或多个辅载波，运营商可以借助非授权频段灵活地转移移动数据流量。在非授权频段上应用LTE可以帮助运营商将业务可靠、有效地分流到，从而在拥堵区域为用户提供更大的容量及更佳的用户体验。LTE-U在给运营商带来巨大收益的同时，在前行道路上是否还需要迈过多道坎？本刊记者特约LTE-U专家深入讨论LTE-U未来将何去何从，以飨读者。

LTE-U将主要应用于热点地区

《通信世界》早在2 0 1 4年，Verizon就联合阿尔卡特朗讯、爱立信、高通和三星等公司成立了LTE-U组织，旨在推动LTE-U的发展。LTE-U主要的应用场景有哪些？

杨光：LTE-U目前的主要候选频段是5GHz，这一频段主要适合热点地区覆盖。同时，LTE-U还需要与Licensed（授权）频段的LTE配合使用，主要目的在于业务分流。所以，LTE-U的主要部署场景应是室内与城市热点地区，其将成为LTE Small Cell的重要补充。

上海贝尔：目前业界主要有两个方案可以满足在非授权频段上应用LTE，即LTE-U论坛的LTE-U方案和正在3GPP研究的Licensed Assisted Access(LAA)。阿尔卡特朗讯在两个组织中都是重要的参与者。目前业界主要关注点是能够利用载波聚合功能聚合授权频段上的主载波和非授权频段上的辅载波，以提高吞吐率和用户体验。

LTE-U基于3GPP LTE Rel-10/11/12，该方案可应用于像美国、韩国等没有强制要求先听后说(listen-before-talk,简称LBT)的地区。

LAA目前是3GPP Rel-13中一个待标准化的方案。关于LAA的SI已经于2015年6月结束，其中重点关注了共存性能评估。预计LAA会采用LBT作为共存手段，与Wi-Fi和其他网络共享非授权频段，这是与某些地区的法规相一致的，诸如欧洲和日本。

由于非授权频段上规定较低的发射功率，在非授权频段上使用LTE主要用于微小区的场景。一个典型应用场景是授权频段上的主小区与非授权频段上的辅小区进行载波聚合，其中主小区保证可靠性，而辅小区承载数据。

Mazen Chmaytelli：LTE-U正处在被开发以用于在多个节点组网的环境中数据流量转移和提升用户体验的阶段。因此，高通将LTE-U视为在密集热点、企业和场馆情景中具有潜力支持服务提供商进行部署的关键技术。

《通信世界》LTE-U和载波聚合都将为运营商带来网速的显著提升，那么LTE-U和载波聚合彼此之间是如何相辅相成的？将非授权频段聚合至授权频段以提升容量的方式有哪些？

Mazen Chmaytelli：LTE-U实质上是载波聚合的一种形式，且其中的辅载波可使用非授权频段。作为LTE-U及3GPP Rel-13 LAA的执行可操作模式，非授权频段中的辅载波只可被用于下行传输（即SDL），若能获得3GPP Rel-14LAA的支持，则可同时支持上行及下行传输。

LTE-U并不会挤走Wi-Fi

《通信世界》LTE-U利用了未授权的5GHz频段来提供更快的网络速度，该频段一般被用于Wi-Fi连接。近日，有消息称谷歌向FCC递交了一份白皮书，称移动运营商计划用非授权频段提供LTE服务，此举将影响并排挤Wi-Fi、蓝牙以及ZigBee等其他使用非授权频段的技术。您对于这一问题如何看待？LTE-U的采用是否会对Wi-Fi网络造成冲击？

上海贝尔：事实上，很多无线运营商已经开始使用非授权频段，如Wi-Fi热点的大量部署，以此分担蜂窝网络的数据。在非授权频段上使用LTE只是为运营商提供了一个除Wi-Fi、Bluetooth以及ZigBee以外的使用该频段的方法，它只是一种不同的技术选择，该技术本身并没有使得该频段更拥挤。

在非授权频段上与其他技术的共存是设计LTE-U/LAA方案的一个重点。LTE-U和LAA两个方案各自都已经完成大量的共存评估，仿真结果显示用LTE-U/LAA替代一个Wi-Fi网络实际上会提高与其他Wi-Fi网络的共存性能。LTE-U和LAA已经或即将采用恰当的共存机制来保证与已有Wi-Fi网络在非授权频段上共存。

Mazen Chmaytelli：谷歌白皮书中的这一说法有待商榷。LTE-U能够与Wi-Fi和其他非授权频段技术共存，这是从一开始就考虑的设计固有特性。LTE-U应用了至少与其他已知非授权频段技术具有可比性的共存机制，在大多数情况下甚至更全面。LTE-U设备会在发送前侦听和感知通信信道以确保公平共享，尤其表现为LTE-U节点会进行信道选择、发现干净信道、并最小化非授权频段上的干扰，在非常拥挤的情况下会利用TDM时分与其他技术在相同频段上共存。

高通已开展了广泛的仿真评估、实验室测试和空口测试，已证实在许多情况下LTE-U与Wi-Fi接入点有同样好的效果，甚至能达到比Wi-Fi接入点更好的效果。这意味着，如果有两个Wi-Fi节点，例如节点A和节点B，每个节点都在基线情景中可以达到某个固定吞吐量性能。如果节点B被LTE-U取代，那么节点A的吞吐量至少媲美（有时高于）基线情景中的吞吐量。LTE-U论坛也公布了大量共存与公平共享测试案例。

当LTE-U被实际操作使用时，LTE-U/LAA基本不会降低蓝牙及ZigBee的性能，因为这些技术并不使用5GHz UNII频段且并未计划用于最近授权的3.5GHZ频段。为了非适用5GHZ UNII-2频段的SDL实际操作，LTE-U作为当前规范将只使用UNII-1及UNII-3频段。

综上所述，LTE-U是可以同时解决高密度区域下网络容量和用户体验问题的一种创新。与此同时，它还可以为用户和运营商提供更多的选择。其次，它还将促进其他更多的创新、提供更好的共存性能。

LTE-U地位将取决于短时间内形成的市场规模

《通信世界》为实现LTE-U优势的最大化，LTE-U必须与现有的数十亿台Wi-Fi终端协调运行。在您看来，LTE-U与Wi-Fi如何实现深度融合？

杨光：LTE-U与Wi-Fi各有优势。Wi-Fi技术成熟、产业规模大、普及度超高。而LTE-U在性能，尤其是可靠性和服务质量方面具有一定优势。目前LTE-U的主要定位还是在运营商主导的小基站部署方面，所以LTE-U与Wi-Fi的配合或者融合，将主要取决于运营商的部署策略和业务发展策略。当然，目前也有公司，比如高通在推动LTE-U的独立部署，即LTE-U不再需要授权频段LTE系统的支持，可以在非授权频段独立工作。在这种情况下，LTE-U的市场地位则主要取决于其能否在短时间内形成足够的市场规模。

上海贝尔：在非授权频段上，不同的LTE方案采取不同的机制与Wi-Fi实现共存和融合。

为了保证与现有Wi-Fi的共存，LTE-U采用了信道选择（channel selection）和LTE-U ON/OFF duty cycle（开/关占空比）的方法，以时分的方式保证与Wi-Fi及其他运营商的LTE-U网络之间的共存。LTE-U ON/ OFF duty cycle自适应地考虑检测到的Wi-Fi站点个数，来保证所有站点间公平的信道接入。LTE-U技术规范已于2015年3月在LTE-U论坛中发布。

LAA的标准仍在3GPP中讨论。预计的方案是采用LBT与已有Wi-Fi和包含LAA的其他网络共享非授权频段，Wi-Fi系统也采用LBT作为共存手段。在定义LAA的LBT机制时会考虑与大量Wi-Fi站点共存场景。

LTE与Wi-Fi聚合（LTE Wi-Fi Aggregation，简称LWA）也仍在3GPP中讨论。LWA的汇聚和Dual Connection方案一样，都终结在LTE eNB的PDCP层，这样一来，借助LTE提供的底层主覆盖，终端可以在Wi-Fi提供的辅助覆盖层自由移动和切换，除了提升终端的数据速率外，还可以大大提高终端的移动性，而移动过程并不会增加额外的核心网信令开销。

Mazen Chmaytelli：能够确保LTE-U节点与Wi-Fi共存且公平共享的条件是必须采用接入信道感知功能的公平共享机制。因为需要在另外一个LTE频段工作，LTE-U终端将增加一个5GHz的LTE接收机。它们的SDL属性并不会干扰5GHz的频段。一个带有LTE-U的终端也可以选择发现Wi-Fi的接收点，用户也可随心选择他们想要的Wi-Fi，就如同现在他们在LTE及Wi-Fi之间做出选择一样。

阿尔卡特朗讯WUN战略崭露头角

《通信世界》近日，阿尔卡特朗讯发布了“无线统一网络（Wireless UnifiedNetworks）”策略，该策略整合Wi-Fi与LTE可将网络下载速度提升1倍以上，将上传速度提升50倍以上。该策略的适用场景有哪些？具体而言有哪些优势？将给运营商带来怎样的价值？

上海贝尔：为了满足日益增长的无线业务需求，非授权共享频段是对授权、排他频段的有效补充。现有使用Wi-Fi技术的无线宽带部署和未来在非授权频段上使用LTE技术都是对非授权频段的推动。作为WUN策略的一部分，阿尔卡特朗讯正在引领制定将现有授权的LTE网络与非授权网络融合的方案，以期为用户提供更高的感受体验。WUN包括两个关键技术，即Wi-Fi Boost(+)和Cellular Boost。

Wi-Fi Boost结合了Wi-Fi的下行和蜂窝的上行，可最大程度发挥两者优势，极大提高系统容量，并降低单位数据流量成本，通过将已有两个网络融合，在节省运营商成本的同时，也大幅提升了用户体验。该方案要求终端设备升级系统软件以支持同时的蜂窝和Wi-Fi发送，网络也要融合蜂窝和Wi-Fi。阿尔卡特朗讯正与运营商和UE厂家合力打造一个端到端的Wi-Fi Boost生态系统。Wi-Fi Boost Plus是对Wi-Fi Boost的性能提升方案。Wi-Fi Boost和Wi-Fi Boost Plus是对3GPP正在制定中的LWA技术的补充，并提供了演进方向。阿尔卡特朗讯也正积极参与LWA项目，保证可以满足最相关的应用场景。

Cellular Boost则可以通过在非授权频段上部署LTE来提高蜂窝网络的性能，包括上述的LTE-U和LAA技术，从而使得运营商在非授权频段上获得更高的系统性能、更方便的系统管理以及更低的运营管理成本。

阿尔卡特朗讯的WUN方案，可以由运营商自由选择符合其网络部署的最佳策略，如拥有大量Wi-Fi部署的运营商，可以选择Wi-Fi Boost来提供其用户的感受体验，而对于没有大量部署Wi-Fi的其他运营商则可以选择Cellular Boost来获得更高的用户体验，运营商也可以同时采用这两种方案来为其用户服务。这是两种互相补充而不是互相排斥的技术。

除此之外，阿尔卡特朗讯的vRAN平台采用了最先进的虚拟化“云”架构，可以根据小区和用户数目等负载情况，灵活地分配和利用系统资源，因此vRAN平台可以突破现有传统基站平台的限制，更好地满足非授权频段和LTE授权频段融合的功能需求。

LTE-U探究之路永不停歇

《通信世界》早在M W C 2 0 15上，阿尔卡特朗讯演示的LTE-U和Wi-Fi的无缝运作引起了业界的关注，其中蜂窝增强功能采用非授权的频段增强了蜂窝网络性能。在MWC2015上，高通也宣布已经完成了对LTE-U网络的OTA测试，已经开始尝试将这项最新的技术整合到小型蜂窝解决方案和移动设备上的RF传输设备上。除此之外，贵公司为推动LTE-U的进步，还做了哪些工作？

上海贝尔：阿尔卡特朗讯参与了LTE-U论坛中关于LTE-U方案的讨论。LTE-U基于3GPP LTE Rel-10/11/12规范，对现有LTE空口波形没有改动。然而，LTE-U要求每个微小区增加软件功能来实现信道选择和LTE-U ON/OFF duty cycle。具体内容LTE-U论坛今年早些时候已经发布。此外，阿尔卡特朗讯还深入参与了3GPP中关于LAA和LWA的相关讨论，相关技术方案也已纳入了产品开发计划。

Mazen Chmay telli：在MWC上发布的LTE-U是基于3GPP LTE Rel-10/11/12规范设计的，可在有授权主载波聚合的非授权频段情况下支持下行流量转移。高通最近发布的最新版LTE免许可技术，即MuLTEfire，添加了LTE在非授权频段可独立工作的功能，即无需授权主频段也可工作。