LTE-U：非授權(quán)頻譜的排頭兵

由移動寬帶網(wǎng)絡(luò)發(fā)展歷程來看，有兩種技術(shù)由來已久，移動蜂窩網(wǎng)絡(luò)在室外獨占鰲頭，任憑WiFi技術(shù)發(fā)展數(shù)代也終究無法構(gòu)成威脅，而來到室內(nèi)或者家庭中，WiFi技術(shù)又占據(jù)了絕對優(yōu)勢，把守城池固若金湯。兩者在各自領(lǐng)域各有優(yōu)勢，移動蜂窩覆蓋好同時具有電信級別保障，WiFi則具備更高的性能和更低的價格。

在以往，兩種技術(shù)孰優(yōu)孰劣的爭論似乎一直沒有停止過，大有不分個高下不罷休的架勢。而這種爭論即將在4G時代畫上句號，LTE-U技術(shù)的誕生給業(yè)界帶來了驚喜，兩種讓用戶都無法割舍的技術(shù)終于有望言“合”，而融合正是未來5G的主題，有業(yè)內(nèi)專家稱5G將大量使用非授權(quán)頻譜，LTE-U無疑成為了排頭兵。

免費(fèi)頻譜的誘惑

所謂LTE-U(LTE Advanced in Unlicensed Spectrum)即是使用了未授權(quán)頻譜的LTE。而“非授權(quán)”幾個字很容易讓人感覺是用了不該用的資源，從而產(chǎn)生是否安全的疑慮。其實無線電磁波的使用在國際上是有嚴(yán)格規(guī)則的，不同的頻譜被劃分出來供GSM、LTE、數(shù)字集群、廣播電視等多種網(wǎng)絡(luò)使用，每個國家都會根據(jù)自身資源情況并順應(yīng)國際趨勢來給該國各運(yùn)營商劃分好各自的頻譜，這部分頻譜被稱為授權(quán)頻譜，那么剩下的尚未利用的或者被批準(zhǔn)可以公用的頻譜就是未授權(quán)頻段了。

了解了LTE-U的概念，接下來有必要探求一下這種技術(shù)產(chǎn)生的根由，這要從移動網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的趨勢著手分析。智能終端的普及，數(shù)據(jù)流量的暴增使得現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)容量壓力倍增，運(yùn)營商雖然不斷升級4G網(wǎng)絡(luò)，同時新技術(shù)也在使每比特成本不斷降低，但是這種成本和收入的差距越來越大，網(wǎng)絡(luò)的升級還不足以滿足被激發(fā)出來的用戶需求。

技術(shù)帶來的網(wǎng)絡(luò)提升是一方面，而另一個思路則是要尋求更多的頻譜資源。頻譜資源是決定無線帶寬的根本，頻段越寬，速率越高，容量越大?，F(xiàn)實的情況是，分配給運(yùn)營商的頻譜資源非常有限，運(yùn)營商每天都在絞盡腦汁地充分利用來之不易的頻譜資源，即便如此也很難滿足用戶的需求。以國內(nèi)的運(yùn)營商為例，中國移動LTE頻譜資源合計為130MHz，中國聯(lián)通合計為90MHz，中國電信合計為100MHz，反觀WiFi使用的非授權(quán)頻譜資源有多少呢?2.4GHz頻段有近90MHz，而5GHz頻段有900MHz之巨。

如此豐富的免費(fèi)非授權(quán)頻譜足以驅(qū)動運(yùn)營商、設(shè)備商去開展相關(guān)技術(shù)和設(shè)備研發(fā)。有業(yè)內(nèi)專家表示，其實關(guān)于非授權(quán)頻譜使用的研究很早就開始了，只不過如何減少信號干擾成為難題，一直沒有得到解決。3GPP確立的IMS核心架構(gòu)讓多種接入方式融合成為可能，WiFi可以順利接入核心網(wǎng)實現(xiàn)互聯(lián)互通，這給LTE使用WiFi的非授權(quán)頻譜提供了便利，干擾的問題也在這個時間點上有了突破，處于5GHz頻段的LTE-U技術(shù)終于大熱。

用戶與運(yùn)營商雙贏

充分利用非授權(quán)頻譜，讓LTE與WiFi融合有兩種主要方式，一種是LTE、WiFi網(wǎng)絡(luò)部署在不同的地方，然后通過鏈路聚合將兩者的數(shù)據(jù)流融合在一起，傳遞給終端，這一切是在終端側(cè)完成的，對網(wǎng)絡(luò)改動很小。

而另一種則是LTE-U技術(shù)，這種方式是通過部署新的小型基站，通過載波聚合的形式，聚合授權(quán)頻段和非授權(quán)頻譜上的LTE頻段，實現(xiàn)對容量以及數(shù)據(jù)流的提升。相比之下，LTE-U是在不同的頻率上使用相同的技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)和設(shè)備，因此，它所能夠提供的性能更佳。

對此，業(yè)內(nèi)專家稱，LTE-U覆蓋率及容量均優(yōu)于WiFi，并具有電信級服務(wù)品質(zhì)，且可在授權(quán)與未授權(quán)頻譜間無縫進(jìn)行連續(xù)階段作業(yè)。從用戶的角度來看，寬頻的LTE技術(shù)將為用戶提供更高的網(wǎng)路速率、更加低廉的數(shù)據(jù)流量費(fèi)用、更高的可靠性和更強(qiáng)的可移動性。

對運(yùn)營商而言，LTE-U將帶來的好處也是巨大的，其并不是一個設(shè)備商為了提升業(yè)績而生生制造出來的噱頭與概念。憑借LTE-U，運(yùn)營商可以在不大規(guī)模改動核心網(wǎng)的前提下使用免費(fèi)非授權(quán)頻譜，提升了頻譜資源使用效率;小基站的部署收效得到切實增長;與現(xiàn)有的LTE系統(tǒng)共用驗證系統(tǒng)、管理系統(tǒng)等，建設(shè)成本低。

LTE-U技術(shù)可謂帶來了用戶和運(yùn)營商雙贏的局面，而設(shè)備商大力度投入研發(fā)，渴望早日得到真金白銀的收益也是合理的。當(dāng)前，頂級設(shè)備商正在攜手產(chǎn)業(yè)界欲加快推進(jìn)LTE-U發(fā)展的步伐。

落地尚需時日

日前，由Verizon主導(dǎo)并聯(lián)合阿爾卡特朗訊、愛立信、高通和三星于2014年創(chuàng)立的LTE-U論壇發(fā)布了其首個關(guān)于應(yīng)用非授權(quán)頻譜(LTE-U)的技術(shù)規(guī)范，該技術(shù)規(guī)范包括在5GHz頻段非授權(quán)頻譜下運(yùn)行LTE-U基站和用戶設(shè)備的最低性能要求及共存規(guī)范等內(nèi)容。業(yè)界關(guān)于LTE-U如何與Wi-Fi等其他非授權(quán)頻譜技術(shù)共存方面的探索有了新的進(jìn)展。

除參與行業(yè)組織進(jìn)行LTE-U推進(jìn)合作外，設(shè)備商各自也在緊鑼密鼓地沿著自己的技術(shù)圖譜開展相關(guān)研究。阿爾卡特朗訊在2015年世界移動通信大會(MWC)上發(fā)布了 “統(tǒng)一無線網(wǎng)絡(luò)”(Unified Wireless Networks)技術(shù)，該技術(shù)將WiFi的上傳和下載能力與蜂窩網(wǎng)絡(luò)技術(shù)(LTE)相整合，從而來提高網(wǎng)絡(luò)容量。

在LTE-U方面走的最為激進(jìn)的設(shè)備商非高通莫屬，其宣布將與包括KT等營運(yùn)商及多家基礎(chǔ)架構(gòu)廠商，包括阿爾卡特朗訊、愛立信、華為、諾基亞網(wǎng)絡(luò)、三星等開始展開合作并已經(jīng)完成LTE-U網(wǎng)絡(luò)的OTA測試，已經(jīng)開始嘗試將這項最新的技術(shù)整合到小型蜂窩解決方案和移動設(shè)備上的RF傳輸設(shè)備上。據(jù)悉，其小基站單芯片系列產(chǎn)品FSM99XX將支持LTE-U，預(yù)計2015年下半年就會上市。

然而，業(yè)界普遍預(yù)計適用于LTE-U的標(biāo)淮將會出現(xiàn)在3GPP R13版本標(biāo)準(zhǔn)中，最快也要等到2015年年底，而2016年似乎是一個更為實際的時間點。LTE-U技術(shù)尚需時間走向成熟，最終落地。