Wi-Fi-与-LTE-融合.ppt

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1、在此输入文字标题,1,Wi-Fi 与 LTE 融合,概 述,Wi-Fi与LTE的简单介绍融合的必要性融合的关键技术（LTE-U）融合的发展之路,Wi-Fi技术代表的是宽带网络的移动化，是以局域和热点的形式接入的。Wi-Fi最大的优势在于，它是在未授权的频谱上运行的，任何人都可以部署Wi-Fi网络，而且能够支持人们能想到的几乎所有智能手持设备或物联网设备。Wi-Fi最适合的是大容量、高密度且低移动性的室内应用。,LTE则代表的是移动网络的宽带化，是广域和普遍接入的。它具备无处不在的室外覆盖、无缝的移动等优点，更完美支持语音和流媒体等实时应用。,WiFi 与 LTE,Wi-Fi与LTE的简单介绍,

2、运营商的频谱资源有限。而频谱资源是决定无线带宽的根本，频段越宽，速率越高，容量越大。对比4G网速优于3G，3G单载波带宽为5MHz，而4G带宽可达20MHz，如果采用载波聚合技术，4G带宽可达40MHz，甚至100MHz，这也是为什么我们要在5G技术里发展10-100GHz毫米波技术的原因。尽管运营商可以用载波聚合技术来提升速率，但分配给运营商的频谱资源毕竟有限，其实，这点频谱资源根本无法满足广大人民群众的流量需求。统计表明，约80%的移动数量流量来自WiFi，而运营商的蜂窝网络承担的移动流量不过仅仅20%左右。,融合的必要性,我国三大移动运营商的LTE频段分配中国移动LTE频谱资源合计为13

3、0MHz，中国联通合计为90MHz，中国电信合计为100MHz。,思 考,融合？,你 知 道 吗？,3.9G,4G,4.5G,LTE,LTE-A,4.5G=pre-5G=Wi-Fi+4G,各行各业不断尝试Wi-Fi/蜂窝网络融合，最近关注度最高的一个选择就是LTE-U。经过高通和其他无线接入网(radio access network，简称RAN)供应商的推广，LTE-U是在5GHz未授权频段上直接运行LTE的一种方式。这种方式为了得到更多的无线频谱来支持移动服务，在覆盖度上优势会降低。这一概念仍在第三代合作伙伴计划(3rd Generation Partnership Project，简称3

4、GPP)下进行开发，以期符合R13(Release 13)标准中的辅助授权接入(LTE-LAA)。,关键技术（LTE-U）,概 述,LTE-U的简单介绍LTE-U的基本原理LTE-U的几项关键技术,将LTE部署到免授权频段，在免授权频段上采用LTE空口协议完成通信，即免授权载波上的LTE，简称LTE-U。,采用LTE-U技术，可以利用集中调度、干扰协调、自适应请求重传（HARQ）等技术。,LTE-U系统具有更好的鲁棒性，可以获得更高的频谱效率，提供更大的覆盖范围以及更好的用户体验。,主要的候选方案有：授权辅助接入、双连接、免授权辅助接入技术等。,简单介绍,基本原理,1、频段选择2、信道共享3、

5、接入方式4、场景部署,选择合适的免授权频段部署LTE-U是我们考虑的首要问题。首先低于6GHz频段能够较好的抵抗路径衰落，2.4GHz附近已被Wi-Fi以及蓝牙等接入技术密集占用，5GHz频段附近被WLAN占用，最适合部署LTE-U的频段是5-6GHz，尤其是靠近6GHz的频段。,免授权频段选择,不同接入技术之间的共存：LTE-U与现有接入技术（如Wi-Fi系统）实现免授权频段的公平使用是二者共存的前提。当前的LTE系统是连续传输的，排他性的使用授权频谱，且不与其他运营商和无线接入技术共享频谱资源，然而免授权频谱是开放性的资源，允许任何无线接入技术使用，如果LTE不做任何处理直接占用免授权频谱

6、资源，会违背免授权频段使用的法规要求，对部署在免授权频段的其他无线接入系统是不公平的。LTE-U可以利用CSAT(载波感应自适应传输)技术同Wi-Fi等接入技术共享可用信道。,频谱公平使用问题,不同运营商之间的共存：免授权频段是开放式接入频谱资源，只要工作在免授权频段上的无线设备满足国家或区域的有关规定，无需经过认证，用户终端或设备便可使用免授权频段，这意味着免授权频段不限制运营商的类型和数量，同一区域免授权频段上可能同时存在多RAT系统占用的情况，如果将LTE-U部署在免授权频段，那么就需要考虑不同运营商之间的友好共存问题。,频谱公平使用问题,划分频段给运营商从图中可见，可以按照频段将免授权

7、频谱进行时间上的永久划分，分给不同的运营商，这种划分方法简单易行，但频谱的利用率不高。也可以根据不同运营商的业务情况，将免授权频谱资源进行时间和频段上的联合划分，这种划分方法复杂度高于前一种方式，但能够获得更高的频谱利用率。,接入方式重点介绍LAA（授权辅助接入）。LAA是一种实现授权频段与免授权频段高效共用的频谱使用方案。LAA采用载波聚合（CA）技术，聚合授权频谱和免授权频谱。,LTE-U接入方式,利用LAA，当LAA基站激活免授权频谱资源时，LTE在此免授权频谱上传输蜂窝数据；当LAA基站去激活免授权频谱资源时，WiFi等其他接入系统便可以使用免授权频谱资源，从而实现各接入技术灵活使用免

8、授权频谱的目的。,LTE-U接入方式,LTE-U通过在室外设置小型基站，由运营商来完成接入，这与WiFi等接入技术由用户自主完成接入不同。此外，LTE-U可以采用共建架构，同LTE公用同一基站，该方式能大大降低LTE-U额架构成本和运营成本；也可以采用非共建架构，在LTE宏小区中搭建足够数目的LTE微小区基站。,场景部署,场景部署,关键技术,1、集中调度技术2、ICIC(干扰协调)技术3、自适应重传请求（HARQ）技术4、CA（载波聚合）技术5、信道共享策略。,集中调度的技术：时间、空间、频谱等无线资源由基站集中控制集中分配，终端之间无需竞争资源。与LTE-U采用的集中调度相反，Wi-Fi采用

9、了抢占式调度技术，在服务用户数较少的情况下，该调度技术可以体现出其优越性，但当用户数超过基站可以服务的能力之后，由于无法同时响应这些用户的请求，便可能会出现服务器崩溃的后果；同时，随着服务用户的增多还会导致碰撞现象的频繁发生，致使资源利用效率的大大降低。针对Wi-Fi技术这一系列的调度问题，LTE-U由于采用了集中调度，所以不存在数据碰撞的现象，这将会有效的避免了资源的浪费；对于用户密集的地区，为了提升LTE-U基站的服务能力，我们可以通过增加基站，来分担单个基站的负荷。与Wi-Fi相比，在调度技术方面，LTE-U便有了明显的优势。,集中调度技术,ICIC（干扰协调）技术：通过对系统资源（时频

10、资源、功率等）进行限制和协调，根据不同用户的具体情况，合理的进行资源块和功率的分配，已达到相邻小区间干扰协调的目的。ICIC技术为了增大小区边缘的容量，我们采用了频率复用的方法，LTE-U系统中频率复用因子选为3。,ICIC（干扰协调）技术,ICIC原理示意图如图所示，相邻小区间采用了不同的频段，从而可以很好地避免相邻小区频率间干扰。为了进一步限制小区间干扰，基站通过发射功率指示（RNTP）来通知其相邻小区的下行干扰情况，相邻小区基站在收到指示信号后会根据干扰情况来进一步调整自身发射功率。,采用自适应重传请求（HARQ）技术，当物理层数据块传错时，LTE-U接收端不会丢弃传错的数据块，而会等待

11、重传的数据块的到来。接收端在接收到重传的数据块之后会进行合并操作。HARQ技术可以有效的利用之前的传输能量，从而提高能量效率和传输成功率。与Wi-Fi系统中直接丢弃错误数据块的策略相比，LTE-U在能量效率与传输成功率上要更胜一筹。,自适应重传请求（HARQ）技术,在频谱资源稀缺的今天，为实现频谱资源的高效利用，运行于免授权频谱上的LTE-U系统同样将会采用CA技术。具体而言，LTE-U可以将授权频带作为主载波，终端跟基站可以在授权频带上建立无线资源控制连接，通过载波感知获取当前空闲的免授权频带资源，从而可以将其作为辅助载波用于数据的传输。,CA（载波聚合）技术,CA技术商用历程从图中我们可以

12、明显看出随着CA技术的应用，LTE系统的容量得到了成倍的提升，这无疑将会给用户带来很好的上网体验。,LTE-U运行于免授权频谱上必将与Wi-Fi系统出现信道冲突的局面，为解决这一问题，LTE-U将会采用多种信道共享的策略。目前，已经被提出的解决方案有LBT、CSAT、DFS、TPC8。在Wi-Fi和LTE-U密集部署的小区，LTE-U系统可能无法检测到空闲的信道，在这种情况下，LTE-U可以通过CSAT（载波感知自适应传输）技术来实现与同一小区和相邻小区的Wi-Fi或LTE-U信道共享。,信道共享策略,CAST原理图定义了一个发送循环周期，在这个循环周期里，LTE-U只用一部分时间间隔进行数据

13、的传输，其中传输执行与传输停止的占空比是由小区内其他传输系统的活动程度决定的，这样就可以确保信道的共享和服务的质量。,对于用户来说:一方面，将降低登陆和使用热点的门槛，继而降低移动网络资费;另一方面，该技术的普及也不用更换终端，而只需要到运营商那里升级下软件就可以实现这也就意味着用户将能够以很低的成本得到无缝化的网络体验。对于运营商来说:这则能够解决蜂窝网络对于流量和速度的限制，以及自身对于频谱资源的大量需求问题，进而缩小移动数据急速增长和移动蜂窝带宽匀速增长之间的差距。具体来看，在LTE还处于建设期中，利用几乎所有设备都支持的Wi-Fi技术，可以很好的解决LTE在大城市流量需求过高，或是城乡

14、地区覆盖率低、速率不高以及2G/3G手机无法兼容LTE的问题，并弥补有线接入资源匮乏的状况，使其能够快速覆盖需要布设热点的场所，进而从一定程度上，成为运营商未来主要走流量运营模式的一个新的契机。,发 展 之 路,发 展 之 路,对于手机厂商来说，这则意味着成本的下降，因为这个技术将能够实现支持Wi-Fi的手机就可以支持4G，对于一些瞄准低端市场的手机，这将可能成为又一个让手机变廉价的理由，因为数据流量不再限制之后，进而也可能会促进云服务的。而对于一些新兴领域，Wi-Fi和LTE融合的作用则显得更大，例如华为就在宣传4.5G时提出了对M2M领域的影响，而我们知道，M2M正是物联网实现的最直接基础，这也就意味着，未来包括智能家居、车联网，以及智慧城市的发展，都将以Wi-Fi和LTE为基础，而得到快速展开。,WiFi与LTE走向融合，是优势互补，携手共赢，预计在2020年前，Wi-Fi 和LTE小蜂窝基站技术仍将继续融合，带来始终保持最佳连接的使用体验。LTE-U、LTE-LAA、LWA和多链路TCP都是融合这两大无线技术的选择，当然我们也将探索更多方式来达到这一效果。,WiFi与LTE 的融合,Thanks！,