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        1. 行業動態
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          LTE利用免許可頻段:在爭議中前行
          作者:李珊 來源:C114中國通信網
          1、利用免許可頻段成為LTE技術演進新思路
           
          移動互聯網快速發展,移動數據流量飛速增長。利用免許可頻率分流LTE網絡流量成為緩解流量壓力的重要手段。但由于LTE與WLAN標準差別較大,兩個網絡深度融合的難度大,且工作在2.4GHz頻段各類設備較多,干擾問題突出,單純通過部署WLAN網絡緩解LTE流量壓力效果不佳。
           
          LTE-Advanced商用后,運營商越來越依賴于通過載波聚合提高帶寬。但載波聚合需要運營商擁有較大帶寬的頻譜資源,而在頻譜稀缺的今天,運營商很難一次性拿出數個10MHz甚至20MHz的頻譜資源進行載波聚合,頻譜資源供需矛盾突出。而全球的免許可頻段資源較為豐富,尤其是5GHz頻段使用率較低,還未被充分利用,大部分主要國家的5GHz頻譜量都在400MHz以上。
           
          利用5GHz免許可頻段,部署改進的LTE系統,實現授權頻段和免許可頻段LTE系統的深度融合,一方面能夠充分利用資源豐富且尚未被充分利用的5GHz免許可頻段,另一方面大大降低運營商使用頻率資源的成本,因此成為LTE發展演進的一種新思路。
           
          2、標準化剛剛起步,將分兩個階段實現商用
           
          LTE利用免許可頻段尚處于起步階段,其技術發展仍在產業競爭中不斷探索和嘗試。高通聯合阿朗、愛立信、三星、Verizon等企業成立了LTE-U論壇,對LTE標準進行了部分修改,使其能夠與WLAN在一定程度上共存工作在5GHz的免許可頻段。
           
          由于谷歌、IEEE等標準組織和企業的質疑,LTE-U技術方案未被3GPP納入正式的LTE標準,但這一思路已經成為LTE技術演進的重要方向,3GPP在R13中正式立項制定LAA標準,重點工作在5GHz免許可頻段。目前LAA主要有兩種模式,一是補充下行鏈路模式(SDL, Supplement Downlink),免許可頻段只被用來做下行數據鏈路傳輸;二是載波聚合模式(CA,Carrier Aggregation),免許可頻段用于下行數據鏈路和上行數據鏈路,該模式的優勢是可靈活調節上行和下行鏈路免許可頻段帶寬。在SDL和CA模式中,免許可頻段都僅用于數據層,所有的控制層流量都由授權頻段承載,運營商對授權和免許可頻段資源同時進行控制。2016年即將凍結的LTE R13會形成SDL模式標準,可以實現簡單部署和運營,3GPP將在后續的5G標準中進一步研究制定LAA的CA模式標準。
           
          部分頻率資源匱乏的運營商正在積極推進LTE在免許可頻段上的部署。但由于運營商策略及監管環境不同,有可能將分為兩個階段實現商用。第一階段是基于LTE-U的商用,高通的FDD版本芯片已經準備就緒,Verizon計劃從2016年開始部署LTE-U技術;第二階段是基于3GPP Release 13的LAA技術, Vodafone已經在荷蘭進行了試商用,利用20MHz的1800MHz許可頻段與20Mhz的5GHz免許可頻段進行載波聚合,下行傳輸速率達到了274Mbps。DoCoMo、T-Mobile、SKT、LG U+等運營商也正在積極測試,預計2016年3月標準化完成后,可以實現商用,屆時將會有更多的運營商采用。
           
          3、各國監管要求不同,美國正在對其進行評估
           
          免許可頻段是指在滿足相關技術要求下,不需要管理部門許可就能直接使用的頻譜資源。全球各國對5GHz免許可頻段的監管政策主要分為兩類。一類政策是不涉及具體的共存要求和規定,主要限制發射功率,避免干擾相鄰頻段和共享頻段的主要用戶,如美國、印度。針對LTE利用免許可頻段可能引發的干擾問題,美國FCC還在廣泛征集各方意見,并進行全面評估,尚未做出明確規定。另一類政策是設定具體的共存要求和使用區域(室內),必須具備發射功率控制(TPC)及動態頻率選擇(DFS)干擾抑制技術,該技術要求類似于WLAN標準中的“先聽后講”(LBT,listen before talk),保證與無線電定位等其他無線電業務的共存,如日本、歐盟,由于這些國家的監管要求更為嚴格,LTE-U不符合監管要求,當地部分運營商正在積極測試符合監管要求的LAA技術。
           
          4、LTE與WLAN兩大陣營之間的巨大爭議
           
          對于部署工作在5GHz免許可頻段的LTE系統可能與WLAN等技術產生干擾問題,產業界已經引發巨大爭議。美國運營商Verizon和T-Mobile計劃部署LTE-U技術,遭到了來自WLAN陣營的反對。LTE-U技術規范主要基于LTE的R10及后續版本空口接口進行修改,加入了避讓、載波選擇、功率控制等功能,采用SDL模式與授權頻段配合使用。LTE-U論壇認為LTE-U能夠在不影響WLAN的情況下,可以提升LTE網絡性能。但以Wi-Fi聯盟、已經大規模部署了WLAN網絡的有線電視公司和以谷歌為代表的WLAN陣營企業紛紛提出明確的反對意見,認為LTE-U不是標準化的技術,如果LTE-U部署將會嚴重影響WLAN的性能,敦促FCC暫緩LTE-U設備的認證。
           
          考慮到一些國家免許可頻段規定和WLAN等技術特點,R13的LAA建議工作在5470-5725MHz、5725-5850MHz和5150-5350MHz(部分地區)頻段,一方面符合各國監管機構關于免許可頻段的規定,另一方面從共存角度出發,在空中接口方面引入了LBT、自適應小區開關、載波選擇等功能,從目前3GPP的仿真結果看,LAA可以與WLAN實現較好共存,但IEEE認為還需要通過一系列研討,才能確定LAA與WLAN共存的合適方式。
           
          我們認為,未來LTE將與新一代WLAN技術(802.11ac)在5GHz頻段展開競爭。WLAN在免許可頻段稱霸多年,盡管有藍牙、ZigBee等技術也使用免許可頻段,但其市場規模和影響力遠不及WLAN。隨著智能手機及移動互聯網的發展,WLAN更是逐漸成為移動互聯網流量的主要承載網絡,根據思科2015年初發布的數據,2014年WLAN分流的移動互聯網流量占總量的46%,預計2017年會占51%,到2019年將會進一步擴大到54%。LTE使用免許可頻段,將對WLAN產業產生重大影響:一方面可以提升運營商室內覆蓋能力,擺脫對WLAN分流的依賴;另一方面LTE將與WLAN剛剛投入商用的新一代技術——802.11ac在5GHz頻段上正面競爭,爭奪頻譜資源,該技術也使用5GHz頻段,最高傳輸速率可達3.2Gbps,2014年802.11ac已經占全球WLAN出貨量的11%,若該技術快速在全球得到部署,5GHz的頻譜占用度將大大提高,影響LTE系統在免許可頻段的使用效率。
           
          傳統上一直使用許可頻段的蜂窩技術開始拓展免許可頻率資源,一方面體現了頻率資源的緊張,多種技術共享頻譜的理念已經逐漸被產業界接納,用頻模式正在發生巨大轉變;另一方面LTE使用免許可頻段是未來蜂窩技術發展的一個新方向,其發展對運營商的網絡升級和技術演進策略都會產生一定影響,同時也將牽扯到其它利用免許可頻率的無線技術產業發展。但LTE利用免許可技術仍面臨很多挑戰和不確定性,干擾共存的技術問題、監管機構的態度、兩大產業的發展速度,都可能對其發展產生巨大影響,值得我們進一步深入研究。[page][page][page][page]
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