LTE擠進WLAN工作頻段

移動通信供應商希望獲得更高的LTE帶寬，尋求在無需授權的5GHz頻段部署LTE。那么對于目前正在使用這一頻段的無線局域網，這一舉措是否會產生不良的影響，這不禁令人擔憂和產生疑慮。

移動通信需要花費大量的資金，供應商不僅需要支付建立網絡的費用，還需要為專門保留的通信頻率支付高昂的費用。以德國為例，這里所謂的高昂費用，是指數十億歐元的頻率使用許可，并且最新一輪的拍賣，許可費已經上漲到50億歐元，毫無疑問這是一筆很大的費用，因為適合移動通信的頻率是稀缺資源。為了擺脫這種困境，愛立信、諾基亞和T-Mobile等移動通信供應商建議，將LTE使用的頻率擴大到無需授權的頻段。他們的擴張計劃稱為LTE-U（U代表Unlicensed）和LAA-LTE（LAA代表License Assisted Access），使用兩種計劃是由于世界各地對于通信頻率的分配和無需授權頻段的管理方式不同：LTE-U是為美國、中國和印度準備的，而LAA-LTE將在2016年開始在歐洲和日本推出。

這些無需授權的頻率是為一些不適合使用許可模式的傳輸技術準備的，例如無線局域網。隸屬于Wi-Fi聯盟（Wi-Fi Alliance，簡稱WFA）的無線局域網路由器生產廠商擔心，LTE的這一舉措有可能會影響WLAN的速度。他們的路由器主要工作于2.4GHz和5GHz頻段。2.4GHz頻段的空間有限，不足以滿足新一代無線網絡的需求，也不可能用于LTE。而5GHz頻段雖然帶寬可以高達400MHz，但問題是目前最新的IEEE 802.11ac需要較高的帶寬才可以達到其最高速度。從新一代AC路由器使用的廣告關鍵字“Triband”或“Wave 2”就可以理解這種需求，為了實現千兆級的速度，AC設備需要使用80MHz或160MHz的帶寬，而上一版本的IEEE 802.11n只需要20MHz或40MHz的帶寬。如果在5GHz頻段部署LTE，那么將最少需要20MHz的帶寬，這必將導致頻段內設備工作信道重疊的問題越發嚴重，特別是在設備密集的大城市。此外，部分氣象雷達也使用這一頻段，而且它們擁有優先通行權。

小型基站增強LTE

Wi-Fi聯盟對于LTE擴張計劃的憂慮不無道理，但實際上，部署到5GHz頻段的LTE應該不會一直占用帶寬，只是在有必要的情況下才發送信號。它利用了一個高級的LTE選項：次級基站，通過小基站開關切換技術以及小基站發現技術，在通過主基站更新同步次級基站傳輸數據、確保所有的數據包正確傳輸的情況下，密集部署小型基站以增大網絡容量以及用戶吞吐量。

部署到5GHz頻段的LTE次級基站不是信號增強器，并不作為信號放大器使用，而是作為一個下載加速器。它們在無需授權的5GHz頻段以最小的20MHz信道帶寬傳輸數據，將可以加速下載速度150Mb/s。而在接下來第二階段的擴張計劃中，次級基站應該可以提供上傳功能。

“先聽后傳”原則

WLAN的“先聽后說”（Listen Before Talk，簡稱LBT）原則適用于歐盟和日本，路由器開始進行傳輸前將對信道活動進行判斷和感知，如果發現信道被占用后將自動退回等待，確保對無需授權頻段的公平使用。但是，這一原則并不適用于美國和中國，這也是通過5GHz頻段擴張的LAA-LTE和LTE-U計劃之間的差異。在LTE-U中，將由LTE設備供應商和通信服務供應商自行決定是否采用LBT原則，而對于歐盟國家來說，首先將因應LBT原則對標準進行修改。這是目前正在處理的事情，應該于2016年年初在LTE 13版本中被采用。愛立信和芯片制造商高通已經就在此情況下應用的情況給出了詳細的建議，WLAN路由器和移動通信基站將對自己的數據流量進行調整。

所謂的空閑信道評估（Clear Channel Assessment，簡稱CCA）在此起到決定性的作用，它可以確保移動通信領域的LBT原則。在CCA過程中，次級基站每20μs將檢查一次信道是否空閑，在空閑的情況下才開始傳輸一個LTE幀，這最多只需要10ms的時間。接下來，次級基站暫停34μs，然后再次運行CCA檢查。該機制與WLAN路由器類似，但路由器回退算法在檢查無線信道是否空閑時使用的時間間隔不同。

那么，在5GHz頻段部署LTE是否確實將阻礙WLAN呢？Google為此對LTE-U進行了相關的模擬，該公司確定了兩個問題：首先，由于WLAN路由器和LTE次級基站在不同的時間間隔檢查信道是否可用，這可能會出現沖突;其次，一些WLAN信號太弱的信道將可能被LTE次級基站判斷為可以用于數據傳輸。在這種情況下，次級基站過早地開始經由LTE發送數據，這將會導致WLAN數據包出現錯誤。測試人員得出的結論是，這兩種情況將在LTE-U出現，但是否影響LAA-LTE則不一定，因為通過LTE13版本有效地實施“先聽后說”原則，有可能使歐洲的WLAN用戶幸免。