孫波鐘　征斌

摘 要 在分析LTE-U的提出的背景的基礎(chǔ)上，列出了LTE-U的關(guān)鍵技術(shù)，指出了LTE-U的未來(lái)之路。

關(guān)鍵詞 非授權(quán)載波上的長(zhǎng)期演進(jìn)；自適應(yīng)重傳請(qǐng)求；先聽(tīng)后說(shuō)

中圖分類號(hào)：TN914 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-7597（2014）16-0020-02

1 LTE-U的提出

非授權(quán)載波（免授權(quán)頻譜）是指在滿足政府部門(mén)（如，國(guó)家無(wú)線電管理委員會(huì)）有關(guān)規(guī)定（無(wú)線電管制）下，不需要授權(quán)就能直接使用的頻譜（或載波）。在我們的日常生活中，微波爐、遙控玩具飛機(jī)、無(wú)線鼠標(biāo)（鍵盤(pán)）、高保真無(wú)線上網(wǎng)（Wireless Fidelity；WiFi）等都使用了非授權(quán)載波。

目前，大多數(shù)智能手機(jī)、平板電腦等設(shè)備都具備WiFi上網(wǎng)功能。由于運(yùn)營(yíng)商所經(jīng)營(yíng)的移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)（如，中國(guó)移動(dòng)的4G TD-LTE網(wǎng)絡(luò)—4thGeneration Time Divided Long Term Evolution）運(yùn)行在授權(quán)頻譜（載波）上，而這些載波需要付費(fèi)使用（或授權(quán)使用）。這些授權(quán)頻譜數(shù)量（帶寬）較少，非常珍貴。運(yùn)營(yíng)商的一個(gè)很自然的觀點(diǎn)是：如何用非授權(quán)載波來(lái)為用戶提供數(shù)據(jù)服務(wù)（例如，用WiFi來(lái)為用戶提供數(shù)據(jù)服務(wù)）以減輕移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的負(fù)擔(dān)。在國(guó)內(nèi)和國(guó)外，隨著智能手機(jī)的（數(shù)據(jù)量的）爆炸式增長(zhǎng)，許多運(yùn)營(yíng)商都部署了WiFi網(wǎng)絡(luò)來(lái)減輕移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的負(fù)擔(dān)[1，2]。

隨著第4代移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)（LTE）在全球的廣泛部署，LTE變得越來(lái)越成熟、穩(wěn)定和深入人心。LTE目前有Rel-8到Rel-11共4個(gè)完全向后兼容的穩(wěn)定版本（預(yù)計(jì)3GPP在2014年9月推出完全向后兼容的Rel-12版本）。因此，人們的一個(gè)很自然的想法是如何充分利用LTE的先進(jìn)技術(shù)讓LTE運(yùn)行在非授權(quán)載波上。

在2013年12月3日–6日舉行的3GPP RAN#62次全會(huì)上，諸多公司提出了“非授權(quán)載波上的LTE”（LTE in Unlicensed spectrum；LTE-U）。但由于很多運(yùn)營(yíng)商已經(jīng)部署了WiFi網(wǎng)絡(luò)，擔(dān)心LTE-U會(huì)干擾現(xiàn)在正在運(yùn)行的WiFi網(wǎng)絡(luò)（同頻干擾），故有些運(yùn)營(yíng)商建議推遲對(duì)LTE-U的研究。

考慮到智能設(shè)備的進(jìn)一步增長(zhǎng)，以及引入LTE-U的好處和可能的優(yōu)越性能（高吞吐率；相對(duì)WiFi；如圖1所示），3GPP未來(lái)將逐步引入LTE-U。

2 LTE-U的關(guān)鍵技術(shù)

一倍多的性能提升（是WiFi的2倍多）不是空穴來(lái)風(fēng)，而是完完全全地來(lái)自堅(jiān)實(shí)的LTE先進(jìn)技術(shù)。下面讓我們看看LTE-U究竟有什么本領(lǐng)來(lái)顯著超越老牌明星WiFi。

1）調(diào)度技術(shù)。LTE（及未來(lái)的LTE-U）使用集中調(diào)度的技術(shù)。即，無(wú)線資源（時(shí)間、頻率、空間等）由基站集中控制集中分配。終端之間無(wú)需去競(jìng)爭(zhēng)資源（由基站去“搶占”資源即可）。與此不同，WiFi使用競(jìng)爭(zhēng)的方法各自去“搶占”資源—不但基站（接入點(diǎn)；AP）需要去“搶占”資源，而且各個(gè)終端（接入設(shè)備；STA）也要去“搶占”資源—這使得WiFi在資源使用上效率較低。

2）干擾協(xié)調(diào)技術(shù)。包括頻率上的干擾協(xié)調(diào)技術(shù)（ICIC）、時(shí)間上的干擾協(xié)調(diào)技術(shù)（eICIC、FeICIC、MBSFN子幀等）、發(fā)射功率控制（TPC）等。ICIC技術(shù)使得自己“用不完”的資源塊（RB）“讓出來(lái)”給別的小區(qū)使用，如圖2所示。在圖2中，對(duì)于20MHz的系統(tǒng)可以這樣劃分，f1為RB0–RB31，f2為RB32–RB63，f3為RB64–RB99。這樣，在相鄰的小區(qū)之間的小區(qū)邊緣上，UE分配到的頻率各不相同，從而避開(kāi)了主要干擾。當(dāng)然，還可以使用半靜態(tài)ICIC技術(shù)和動(dòng)態(tài)ICIC技術(shù)。

在WiFi系統(tǒng)中，AP（或STA）也是在時(shí)間上協(xié)調(diào)資源。但由于存在競(jìng)爭(zhēng)窗和回退問(wèn)題，時(shí)間的利用效率不高（存在時(shí)間上的浪費(fèi)）。

發(fā)射功率控制在各個(gè)系統(tǒng)之間的區(qū)別不太明顯，這里就不再進(jìn)一步描述了。

3）自適應(yīng)重傳請(qǐng)求（HARQ）技術(shù)。當(dāng)物理層傳輸塊傳錯(cuò)之后，LTE（及未來(lái)的LTE-U）接收端不會(huì)丟棄傳錯(cuò)的傳輸塊，而會(huì)等待重新傳輸?shù)耐粋鬏攭K（但可能會(huì)改變?nèi)哂喟姹尽①Y源塊位置等）。接收端在收到重新傳輸?shù)耐粋鬏攭K之后進(jìn)行合并（符號(hào)級(jí)或軟比特級(jí)）。從而有效地利用了之前傳輸?shù)哪芰?，提高了傳輸成功率。目前的WiFi系統(tǒng)沒(méi)有這樣的技術(shù)。

4）載波聚合（CA）技術(shù)。LTE在Rel-10版本中引入了CA技術(shù)。終端跟基站建立無(wú)線資源控制連接（RRC連接）的載波（小區(qū)）稱為主載波（主小區(qū)），除了主載波（主小區(qū)）之外的載波（小區(qū)）稱為輔載波（輔小區(qū)）。LTE-U也可使用CA技術(shù)，如圖4所示（左邊的載波是授權(quán)載波，且是主載波；右邊的載波為非授權(quán)載波，且是輔載波）。

如果有授權(quán)載波來(lái)傳遞控制信息（包括調(diào)度信息），非授權(quán)載波能夠得到充分的利用（非授權(quán)載波只傳數(shù)據(jù)）。這一點(diǎn)優(yōu)勢(shì)是WiFi系統(tǒng)不可比擬的。

其他技術(shù)，如先聽(tīng)后說(shuō)（LBT）、動(dòng)態(tài)頻點(diǎn)選擇（DFS）等也非常關(guān)鍵，而這些技術(shù)在WiFi系統(tǒng)已經(jīng)存在，這里就不再進(jìn)一步描述了。

另外一些技術(shù)，如服務(wù)質(zhì)量保證（QoS）等也是非常關(guān)鍵的。但在單獨(dú)的非授權(quán)載波上很難做到（WiFi系統(tǒng)也很難做到），必須有授權(quán)載波的配合才行，故這里也不再進(jìn)一步描述了。

3 LTE-U的未來(lái)之路

從上一節(jié)的“關(guān)鍵技術(shù)”來(lái)看，似乎LTE-U大有迅速取代WiFi之勢(shì)。另外，WiFi也不是停滯不前，而是也在進(jìn)一步發(fā)展。未來(lái)的WiFi（高性能無(wú)線局域網(wǎng)；HEW）也將引進(jìn)一些新技術(shù)來(lái)提升網(wǎng)絡(luò)性能（如，上一節(jié)提到的調(diào)度技術(shù)、帶簽名的資源競(jìng)爭(zhēng)技術(shù)等）。另外，企業(yè)網(wǎng)市場(chǎng)也存在“獨(dú)立運(yùn)營(yíng)的LTE-U”需求。未來(lái)的非授權(quán)載波使用競(jìng)爭(zhēng)將更加激烈。

首先，應(yīng)充分利用LTE的優(yōu)勢(shì)技術(shù)—如，調(diào)度技術(shù)、CA、HARQ、QoS保證技術(shù)、干擾協(xié)調(diào)技術(shù)；其次，增加一些必要的技術(shù)—如LBT、DFS、TPC等；最后，考慮一些干擾降低/抗干擾技術(shù)—如，網(wǎng)絡(luò)輔助的干擾消除（NAICS）、擴(kuò)頻技術(shù)等。

另外，一些非技術(shù)因素也應(yīng)考慮進(jìn)去。例如，各個(gè)國(guó)家對(duì)非授權(quán)載波的開(kāi)放、LTE-U的成本優(yōu)勢(shì)、打消運(yùn)營(yíng)商對(duì)引進(jìn)LTE-U后對(duì)WiFi會(huì)造成干擾的顧慮等。

當(dāng)然，常言道“羅馬不是一天建成的”，但它的道路非常光明。讓我們拭目以待。

4 結(jié)束語(yǔ)

本文給出了LTE-U一些可能的關(guān)鍵技術(shù)，從而了解到它相對(duì)現(xiàn)有技術(shù)（指WiFi）的優(yōu)勢(shì)。最后，指出了LTE-U未來(lái)可能的發(fā)展方向。

參考文獻(xiàn)

[1]Samsung. Considerations on Korean Spectrum/Regulation Situation. WorkShop on LTE in Unlicensed Spectrum， Paris， 2014.01.21 - 22.

[2]CMCC.Thinking about LTE-U. WorkShop on LTE in Unlicensed Spectrum， Paris， 2014.01.21 - 22.

作者簡(jiǎn)介

孫波（1969-），女，江蘇金壇人，工程師，碩士，研究方向：從事無(wú)線通信系統(tǒng)的研究。endprint

摘 要 在分析LTE-U的提出的背景的基礎(chǔ)上，列出了LTE-U的關(guān)鍵技術(shù)，指出了LTE-U的未來(lái)之路。

關(guān)鍵詞 非授權(quán)載波上的長(zhǎng)期演進(jìn)；自適應(yīng)重傳請(qǐng)求；先聽(tīng)后說(shuō)

中圖分類號(hào)：TN914 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-7597（2014）16-0020-02

1 LTE-U的提出

非授權(quán)載波（免授權(quán)頻譜）是指在滿足政府部門(mén)（如，國(guó)家無(wú)線電管理委員會(huì)）有關(guān)規(guī)定（無(wú)線電管制）下，不需要授權(quán)就能直接使用的頻譜（或載波）。在我們的日常生活中，微波爐、遙控玩具飛機(jī)、無(wú)線鼠標(biāo)（鍵盤(pán)）、高保真無(wú)線上網(wǎng)（Wireless Fidelity；WiFi）等都使用了非授權(quán)載波。

目前，大多數(shù)智能手機(jī)、平板電腦等設(shè)備都具備WiFi上網(wǎng)功能。由于運(yùn)營(yíng)商所經(jīng)營(yíng)的移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)（如，中國(guó)移動(dòng)的4G TD-LTE網(wǎng)絡(luò)—4thGeneration Time Divided Long Term Evolution）運(yùn)行在授權(quán)頻譜（載波）上，而這些載波需要付費(fèi)使用（或授權(quán)使用）。這些授權(quán)頻譜數(shù)量（帶寬）較少，非常珍貴。運(yùn)營(yíng)商的一個(gè)很自然的觀點(diǎn)是：如何用非授權(quán)載波來(lái)為用戶提供數(shù)據(jù)服務(wù)（例如，用WiFi來(lái)為用戶提供數(shù)據(jù)服務(wù)）以減輕移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的負(fù)擔(dān)。在國(guó)內(nèi)和國(guó)外，隨著智能手機(jī)的（數(shù)據(jù)量的）爆炸式增長(zhǎng)，許多運(yùn)營(yíng)商都部署了WiFi網(wǎng)絡(luò)來(lái)減輕移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的負(fù)擔(dān)[1，2]。

隨著第4代移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)（LTE）在全球的廣泛部署，LTE變得越來(lái)越成熟、穩(wěn)定和深入人心。LTE目前有Rel-8到Rel-11共4個(gè)完全向后兼容的穩(wěn)定版本（預(yù)計(jì)3GPP在2014年9月推出完全向后兼容的Rel-12版本）。因此，人們的一個(gè)很自然的想法是如何充分利用LTE的先進(jìn)技術(shù)讓LTE運(yùn)行在非授權(quán)載波上。

在2013年12月3日–6日舉行的3GPP RAN#62次全會(huì)上，諸多公司提出了“非授權(quán)載波上的LTE”（LTE in Unlicensed spectrum；LTE-U）。但由于很多運(yùn)營(yíng)商已經(jīng)部署了WiFi網(wǎng)絡(luò)，擔(dān)心LTE-U會(huì)干擾現(xiàn)在正在運(yùn)行的WiFi網(wǎng)絡(luò)（同頻干擾），故有些運(yùn)營(yíng)商建議推遲對(duì)LTE-U的研究。

考慮到智能設(shè)備的進(jìn)一步增長(zhǎng)，以及引入LTE-U的好處和可能的優(yōu)越性能（高吞吐率；相對(duì)WiFi；如圖1所示），3GPP未來(lái)將逐步引入LTE-U。

2 LTE-U的關(guān)鍵技術(shù)

一倍多的性能提升（是WiFi的2倍多）不是空穴來(lái)風(fēng)，而是完完全全地來(lái)自堅(jiān)實(shí)的LTE先進(jìn)技術(shù)。下面讓我們看看LTE-U究竟有什么本領(lǐng)來(lái)顯著超越老牌明星WiFi。

1）調(diào)度技術(shù)。LTE（及未來(lái)的LTE-U）使用集中調(diào)度的技術(shù)。即，無(wú)線資源（時(shí)間、頻率、空間等）由基站集中控制集中分配。終端之間無(wú)需去競(jìng)爭(zhēng)資源（由基站去“搶占”資源即可）。與此不同，WiFi使用競(jìng)爭(zhēng)的方法各自去“搶占”資源—不但基站（接入點(diǎn)；AP）需要去“搶占”資源，而且各個(gè)終端（接入設(shè)備；STA）也要去“搶占”資源—這使得WiFi在資源使用上效率較低。

2）干擾協(xié)調(diào)技術(shù)。包括頻率上的干擾協(xié)調(diào)技術(shù)（ICIC）、時(shí)間上的干擾協(xié)調(diào)技術(shù)（eICIC、FeICIC、MBSFN子幀等）、發(fā)射功率控制（TPC）等。ICIC技術(shù)使得自己“用不完”的資源塊（RB）“讓出來(lái)”給別的小區(qū)使用，如圖2所示。在圖2中，對(duì)于20MHz的系統(tǒng)可以這樣劃分，f1為RB0–RB31，f2為RB32–RB63，f3為RB64–RB99。這樣，在相鄰的小區(qū)之間的小區(qū)邊緣上，UE分配到的頻率各不相同，從而避開(kāi)了主要干擾。當(dāng)然，還可以使用半靜態(tài)ICIC技術(shù)和動(dòng)態(tài)ICIC技術(shù)。

在WiFi系統(tǒng)中，AP（或STA）也是在時(shí)間上協(xié)調(diào)資源。但由于存在競(jìng)爭(zhēng)窗和回退問(wèn)題，時(shí)間的利用效率不高（存在時(shí)間上的浪費(fèi)）。

發(fā)射功率控制在各個(gè)系統(tǒng)之間的區(qū)別不太明顯，這里就不再進(jìn)一步描述了。

3）自適應(yīng)重傳請(qǐng)求（HARQ）技術(shù)。當(dāng)物理層傳輸塊傳錯(cuò)之后，LTE（及未來(lái)的LTE-U）接收端不會(huì)丟棄傳錯(cuò)的傳輸塊，而會(huì)等待重新傳輸?shù)耐粋鬏攭K（但可能會(huì)改變?nèi)哂喟姹尽①Y源塊位置等）。接收端在收到重新傳輸?shù)耐粋鬏攭K之后進(jìn)行合并（符號(hào)級(jí)或軟比特級(jí)）。從而有效地利用了之前傳輸?shù)哪芰?，提高了傳輸成功率。目前的WiFi系統(tǒng)沒(méi)有這樣的技術(shù)。

4）載波聚合（CA）技術(shù)。LTE在Rel-10版本中引入了CA技術(shù)。終端跟基站建立無(wú)線資源控制連接（RRC連接）的載波（小區(qū)）稱為主載波（主小區(qū)），除了主載波（主小區(qū)）之外的載波（小區(qū)）稱為輔載波（輔小區(qū)）。LTE-U也可使用CA技術(shù)，如圖4所示（左邊的載波是授權(quán)載波，且是主載波；右邊的載波為非授權(quán)載波，且是輔載波）。

如果有授權(quán)載波來(lái)傳遞控制信息（包括調(diào)度信息），非授權(quán)載波能夠得到充分的利用（非授權(quán)載波只傳數(shù)據(jù)）。這一點(diǎn)優(yōu)勢(shì)是WiFi系統(tǒng)不可比擬的。

其他技術(shù)，如先聽(tīng)后說(shuō)（LBT）、動(dòng)態(tài)頻點(diǎn)選擇（DFS）等也非常關(guān)鍵，而這些技術(shù)在WiFi系統(tǒng)已經(jīng)存在，這里就不再進(jìn)一步描述了。

另外一些技術(shù)，如服務(wù)質(zhì)量保證（QoS）等也是非常關(guān)鍵的。但在單獨(dú)的非授權(quán)載波上很難做到（WiFi系統(tǒng)也很難做到），必須有授權(quán)載波的配合才行，故這里也不再進(jìn)一步描述了。

3 LTE-U的未來(lái)之路

從上一節(jié)的“關(guān)鍵技術(shù)”來(lái)看，似乎LTE-U大有迅速取代WiFi之勢(shì)。另外，WiFi也不是停滯不前，而是也在進(jìn)一步發(fā)展。未來(lái)的WiFi（高性能無(wú)線局域網(wǎng)；HEW）也將引進(jìn)一些新技術(shù)來(lái)提升網(wǎng)絡(luò)性能（如，上一節(jié)提到的調(diào)度技術(shù)、帶簽名的資源競(jìng)爭(zhēng)技術(shù)等）。另外，企業(yè)網(wǎng)市場(chǎng)也存在“獨(dú)立運(yùn)營(yíng)的LTE-U”需求。未來(lái)的非授權(quán)載波使用競(jìng)爭(zhēng)將更加激烈。

首先，應(yīng)充分利用LTE的優(yōu)勢(shì)技術(shù)—如，調(diào)度技術(shù)、CA、HARQ、QoS保證技術(shù)、干擾協(xié)調(diào)技術(shù)；其次，增加一些必要的技術(shù)—如LBT、DFS、TPC等；最后，考慮一些干擾降低/抗干擾技術(shù)—如，網(wǎng)絡(luò)輔助的干擾消除（NAICS）、擴(kuò)頻技術(shù)等。

另外，一些非技術(shù)因素也應(yīng)考慮進(jìn)去。例如，各個(gè)國(guó)家對(duì)非授權(quán)載波的開(kāi)放、LTE-U的成本優(yōu)勢(shì)、打消運(yùn)營(yíng)商對(duì)引進(jìn)LTE-U后對(duì)WiFi會(huì)造成干擾的顧慮等。

當(dāng)然，常言道“羅馬不是一天建成的”，但它的道路非常光明。讓我們拭目以待。

4 結(jié)束語(yǔ)

本文給出了LTE-U一些可能的關(guān)鍵技術(shù)，從而了解到它相對(duì)現(xiàn)有技術(shù)（指WiFi）的優(yōu)勢(shì)。最后，指出了LTE-U未來(lái)可能的發(fā)展方向。

參考文獻(xiàn)

[1]Samsung. Considerations on Korean Spectrum/Regulation Situation. WorkShop on LTE in Unlicensed Spectrum， Paris， 2014.01.21 - 22.

[2]CMCC.Thinking about LTE-U. WorkShop on LTE in Unlicensed Spectrum， Paris， 2014.01.21 - 22.

作者簡(jiǎn)介

孫波（1969-），女，江蘇金壇人，工程師，碩士，研究方向：從事無(wú)線通信系統(tǒng)的研究。endprint

摘 要 在分析LTE-U的提出的背景的基礎(chǔ)上，列出了LTE-U的關(guān)鍵技術(shù)，指出了LTE-U的未來(lái)之路。

關(guān)鍵詞 非授權(quán)載波上的長(zhǎng)期演進(jìn)；自適應(yīng)重傳請(qǐng)求；先聽(tīng)后說(shuō)

中圖分類號(hào)：TN914 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-7597（2014）16-0020-02

1 LTE-U的提出

非授權(quán)載波（免授權(quán)頻譜）是指在滿足政府部門(mén)（如，國(guó)家無(wú)線電管理委員會(huì)）有關(guān)規(guī)定（無(wú)線電管制）下，不需要授權(quán)就能直接使用的頻譜（或載波）。在我們的日常生活中，微波爐、遙控玩具飛機(jī)、無(wú)線鼠標(biāo)（鍵盤(pán)）、高保真無(wú)線上網(wǎng)（Wireless Fidelity；WiFi）等都使用了非授權(quán)載波。

目前，大多數(shù)智能手機(jī)、平板電腦等設(shè)備都具備WiFi上網(wǎng)功能。由于運(yùn)營(yíng)商所經(jīng)營(yíng)的移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)（如，中國(guó)移動(dòng)的4G TD-LTE網(wǎng)絡(luò)—4thGeneration Time Divided Long Term Evolution）運(yùn)行在授權(quán)頻譜（載波）上，而這些載波需要付費(fèi)使用（或授權(quán)使用）。這些授權(quán)頻譜數(shù)量（帶寬）較少，非常珍貴。運(yùn)營(yíng)商的一個(gè)很自然的觀點(diǎn)是：如何用非授權(quán)載波來(lái)為用戶提供數(shù)據(jù)服務(wù)（例如，用WiFi來(lái)為用戶提供數(shù)據(jù)服務(wù)）以減輕移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的負(fù)擔(dān)。在國(guó)內(nèi)和國(guó)外，隨著智能手機(jī)的（數(shù)據(jù)量的）爆炸式增長(zhǎng)，許多運(yùn)營(yíng)商都部署了WiFi網(wǎng)絡(luò)來(lái)減輕移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的負(fù)擔(dān)[1，2]。

隨著第4代移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)（LTE）在全球的廣泛部署，LTE變得越來(lái)越成熟、穩(wěn)定和深入人心。LTE目前有Rel-8到Rel-11共4個(gè)完全向后兼容的穩(wěn)定版本（預(yù)計(jì)3GPP在2014年9月推出完全向后兼容的Rel-12版本）。因此，人們的一個(gè)很自然的想法是如何充分利用LTE的先進(jìn)技術(shù)讓LTE運(yùn)行在非授權(quán)載波上。

在2013年12月3日–6日舉行的3GPP RAN#62次全會(huì)上，諸多公司提出了“非授權(quán)載波上的LTE”（LTE in Unlicensed spectrum；LTE-U）。但由于很多運(yùn)營(yíng)商已經(jīng)部署了WiFi網(wǎng)絡(luò)，擔(dān)心LTE-U會(huì)干擾現(xiàn)在正在運(yùn)行的WiFi網(wǎng)絡(luò)（同頻干擾），故有些運(yùn)營(yíng)商建議推遲對(duì)LTE-U的研究。

考慮到智能設(shè)備的進(jìn)一步增長(zhǎng)，以及引入LTE-U的好處和可能的優(yōu)越性能（高吞吐率；相對(duì)WiFi；如圖1所示），3GPP未來(lái)將逐步引入LTE-U。

2 LTE-U的關(guān)鍵技術(shù)

一倍多的性能提升（是WiFi的2倍多）不是空穴來(lái)風(fēng)，而是完完全全地來(lái)自堅(jiān)實(shí)的LTE先進(jìn)技術(shù)。下面讓我們看看LTE-U究竟有什么本領(lǐng)來(lái)顯著超越老牌明星WiFi。

1）調(diào)度技術(shù)。LTE（及未來(lái)的LTE-U）使用集中調(diào)度的技術(shù)。即，無(wú)線資源（時(shí)間、頻率、空間等）由基站集中控制集中分配。終端之間無(wú)需去競(jìng)爭(zhēng)資源（由基站去“搶占”資源即可）。與此不同，WiFi使用競(jìng)爭(zhēng)的方法各自去“搶占”資源—不但基站（接入點(diǎn)；AP）需要去“搶占”資源，而且各個(gè)終端（接入設(shè)備；STA）也要去“搶占”資源—這使得WiFi在資源使用上效率較低。

2）干擾協(xié)調(diào)技術(shù)。包括頻率上的干擾協(xié)調(diào)技術(shù)（ICIC）、時(shí)間上的干擾協(xié)調(diào)技術(shù)（eICIC、FeICIC、MBSFN子幀等）、發(fā)射功率控制（TPC）等。ICIC技術(shù)使得自己“用不完”的資源塊（RB）“讓出來(lái)”給別的小區(qū)使用，如圖2所示。在圖2中，對(duì)于20MHz的系統(tǒng)可以這樣劃分，f1為RB0–RB31，f2為RB32–RB63，f3為RB64–RB99。這樣，在相鄰的小區(qū)之間的小區(qū)邊緣上，UE分配到的頻率各不相同，從而避開(kāi)了主要干擾。當(dāng)然，還可以使用半靜態(tài)ICIC技術(shù)和動(dòng)態(tài)ICIC技術(shù)。

在WiFi系統(tǒng)中，AP（或STA）也是在時(shí)間上協(xié)調(diào)資源。但由于存在競(jìng)爭(zhēng)窗和回退問(wèn)題，時(shí)間的利用效率不高（存在時(shí)間上的浪費(fèi)）。

發(fā)射功率控制在各個(gè)系統(tǒng)之間的區(qū)別不太明顯，這里就不再進(jìn)一步描述了。

3）自適應(yīng)重傳請(qǐng)求（HARQ）技術(shù)。當(dāng)物理層傳輸塊傳錯(cuò)之后，LTE（及未來(lái)的LTE-U）接收端不會(huì)丟棄傳錯(cuò)的傳輸塊，而會(huì)等待重新傳輸?shù)耐粋鬏攭K（但可能會(huì)改變?nèi)哂喟姹?、資源塊位置等）。接收端在收到重新傳輸?shù)耐粋鬏攭K之后進(jìn)行合并（符號(hào)級(jí)或軟比特級(jí)）。從而有效地利用了之前傳輸?shù)哪芰?，提高了傳輸成功率。目前的WiFi系統(tǒng)沒(méi)有這樣的技術(shù)。

4）載波聚合（CA）技術(shù)。LTE在Rel-10版本中引入了CA技術(shù)。終端跟基站建立無(wú)線資源控制連接（RRC連接）的載波（小區(qū)）稱為主載波（主小區(qū)），除了主載波（主小區(qū)）之外的載波（小區(qū)）稱為輔載波（輔小區(qū)）。LTE-U也可使用CA技術(shù)，如圖4所示（左邊的載波是授權(quán)載波，且是主載波；右邊的載波為非授權(quán)載波，且是輔載波）。

如果有授權(quán)載波來(lái)傳遞控制信息（包括調(diào)度信息），非授權(quán)載波能夠得到充分的利用（非授權(quán)載波只傳數(shù)據(jù)）。這一點(diǎn)優(yōu)勢(shì)是WiFi系統(tǒng)不可比擬的。

其他技術(shù)，如先聽(tīng)后說(shuō)（LBT）、動(dòng)態(tài)頻點(diǎn)選擇（DFS）等也非常關(guān)鍵，而這些技術(shù)在WiFi系統(tǒng)已經(jīng)存在，這里就不再進(jìn)一步描述了。

另外一些技術(shù)，如服務(wù)質(zhì)量保證（QoS）等也是非常關(guān)鍵的。但在單獨(dú)的非授權(quán)載波上很難做到（WiFi系統(tǒng)也很難做到），必須有授權(quán)載波的配合才行，故這里也不再進(jìn)一步描述了。

3 LTE-U的未來(lái)之路

從上一節(jié)的“關(guān)鍵技術(shù)”來(lái)看，似乎LTE-U大有迅速取代WiFi之勢(shì)。另外，WiFi也不是停滯不前，而是也在進(jìn)一步發(fā)展。未來(lái)的WiFi（高性能無(wú)線局域網(wǎng)；HEW）也將引進(jìn)一些新技術(shù)來(lái)提升網(wǎng)絡(luò)性能（如，上一節(jié)提到的調(diào)度技術(shù)、帶簽名的資源競(jìng)爭(zhēng)技術(shù)等）。另外，企業(yè)網(wǎng)市場(chǎng)也存在“獨(dú)立運(yùn)營(yíng)的LTE-U”需求。未來(lái)的非授權(quán)載波使用競(jìng)爭(zhēng)將更加激烈。

首先，應(yīng)充分利用LTE的優(yōu)勢(shì)技術(shù)—如，調(diào)度技術(shù)、CA、HARQ、QoS保證技術(shù)、干擾協(xié)調(diào)技術(shù)；其次，增加一些必要的技術(shù)—如LBT、DFS、TPC等；最后，考慮一些干擾降低/抗干擾技術(shù)—如，網(wǎng)絡(luò)輔助的干擾消除（NAICS）、擴(kuò)頻技術(shù)等。

另外，一些非技術(shù)因素也應(yīng)考慮進(jìn)去。例如，各個(gè)國(guó)家對(duì)非授權(quán)載波的開(kāi)放、LTE-U的成本優(yōu)勢(shì)、打消運(yùn)營(yíng)商對(duì)引進(jìn)LTE-U后對(duì)WiFi會(huì)造成干擾的顧慮等。

當(dāng)然，常言道“羅馬不是一天建成的”，但它的道路非常光明。讓我們拭目以待。

4 結(jié)束語(yǔ)

本文給出了LTE-U一些可能的關(guān)鍵技術(shù)，從而了解到它相對(duì)現(xiàn)有技術(shù)（指WiFi）的優(yōu)勢(shì)。最后，指出了LTE-U未來(lái)可能的發(fā)展方向。

參考文獻(xiàn)

[1]Samsung. Considerations on Korean Spectrum/Regulation Situation. WorkShop on LTE in Unlicensed Spectrum， Paris， 2014.01.21 - 22.

[2]CMCC.Thinking about LTE-U. WorkShop on LTE in Unlicensed Spectrum， Paris， 2014.01.21 - 22.

作者簡(jiǎn)介

孫波（1969-），女，江蘇金壇人，工程師，碩士，研究方向：從事無(wú)線通信系統(tǒng)的研究。endprint