创新LTE Unlicensed技术实现和Wi-Fi共存 提高吞吐量

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Qualcomm Incorporated（高通）及其子公司Qualcomm Technologies, Inc.和Qualcomm创锐讯公司正在努力开发LTE Unlicensed技术。通过独立开发以及与多方进行的联合开发，Qualcomm Incorporated正在解决全球移动宽带频段的困境。一周7天、一天24小时，越来越多的人希望可以随时、随地使用智能手机、平板电脑和其他移动终端。为了满足人们越来越高的数据需求，服务提供商需要在部署无线技术时，更加充分地利用每一个频段，不管是授权频段还是非授权频段。Qualcomm Technologies正在开发最新的用于授权频段的LTE Advanced技术，同时也正在引领行业改善Wi-Fi服务。但这些工作还不足以解决频段困境，还需要做更多的工作。

2013年秋天，Qualcomm开始致力于开发将4G LTE的优势扩展到非授权频段的技术。在非授权频段，任何满足最低规格的技术都可以使用，任何技术都没有特权。LTE Unlicensed将为消费者提供远远超过Wi-Fi的移动用户体验——在尊重现有技术的同时，提供更高的吞吐量，更广的覆盖范围，以及更大的容量。

LTE Unlicensed 技术分为三种（分别是LTE-U、LAA和MuLTEfire）。得益于Qualcomm创锐讯的Wi-Fi业务及其Wi-Fi相关专业素养，Qualcomm从一开始就与合作方密切配合，确保LTE Unlicensed不会对Wi-Fi产生不利影响。公司在技术设计和开发方面做了大量的工作，以保证LTE Unlicensed与Wi-Fi良好地共存，公平地共享未授权频段资源。通常情况下，我们在发布新技术时，会与全球的公司和协会接洽，提供技术简介，交换技术信息，解答疑问，同时展开合作。今年5月，美国联邦通信委员会（FCC）发布了一个公告，提出了一系列关于LTE Unlicensed的问题，Qualcomm等机构对此做出了答复。

我们向FCC提交的意见和答复，是基于Qualcomm Technologies的研发部门Qualcomm Research开展的大量共存测试，以及LTE-U论坛（属于开发LTE-U的公司）发布的测试结果。Qualcomm曾经在美国国际消费电子展（CES）和世界移动通信大会（MWC）上演示采用共存技术的LTE Unlicensed。另外，在圣迭戈的园区，我们会在公司实验室或者通过无线网络，为重要的Wi-Fi设备供应商和服务提供商提供大量演示，这一切均证明LTE Unlicensed能够与Wi-Fi成功共存。这些演示验证了添加一个邻近LTE Unlicensed节点对现有Wi-Fi节点来说，影响并不比添加另一个Wi-Fi节点高。事实上，在很多情况下，用LTE-U节点取代Wi-Fi节点，能够改善附近Wi-Fi用户的使用体验。

例如，其中一个测试测量了在部署非常稠密的环境中，Wi-Fi的平均吞吐量。测试结果如下图所示。基本用例使用8个现有商用运营商级Wi-Fi接入点，它们均在同一个5 GHz频段中运行，每个接入点向不同的客户端设备发送数据。当两个Wi-Fi接入点被在相同状况下运行的LTE-U小型基站取代时，其余Wi-Fi节点的平均吞吐量会增加16%。当八个Wi-Fi节点中的四个被LTE-U节点取代时，平均吞吐量增加38%。

一些FCC评论员声称，只有当LTE-U运行时的能量检测水平比Wi-Fi本身（用来检测非Wi-Fi技术和决定信道是否可用）的水平敏感100倍（20 dB)时，LTE-U才不会与Wi-Fi相互干扰。Qualcomm针对这种说法做了额外的测试，并在答复意见中也做了详细说明。这些额外测试证实，在合理假设的条件下，LTE-U能成功与Wi-Fi共享频谱。而且，当LTE-U在高于或低于Wi-Fi的能量检测（ED）水平下运行时，它实际上改善了Wi-Fi性能。换句话说，LTE-U对Wi-Fi的保护水平比Wi-Fi本身的保护还要高。

进一步的测试证实，LTE-U对Wi-Fi信标传送或VoIP等对时延敏感的Wi-Fi应用的影响可以忽略不计。Qualcomm在提交给FCC的答复意见中指出，如一些LTE Unlicensed反对者那样，将LTE-U/LAA和Wi-Fi的共存测试结果与单一链路、无干扰的Wi-Fi吞吐量相比较是不合适的。更多测试结果表明，当两个邻近的Wi-Fi接入点共享一个单一信道时，Wi-Fi吞吐量会比单一链路Wi-Fi吞吐量下降50%。此外，现在的商用Wi-Fi接入点通常表现出不对等的共享行为，不管是吞吐量还是媒介利用时间。不过，比起与另一个Wi-Fi通信会话共享一个信道的吞吐量，Wi-Fi在与一个LTE-U会话共享同样信道时的吞吐量通常更高。因此，LTE Unlicensed反对者抛出的论点是缺乏技术支持的。

Qualcomm在答复意见的技术附件中详细解释了为什么LTE-U对于Wi-Fi来说是一个“好邻居”。LTE-U并不占用所有可用的5 GHz频段，200 MHz以上的频段为Wi-Fi专用。而且LTE-U是一种只用于下行链路的技术，也就是说，LTE-U终端设备对5 GHz频段中的Wi-Fi或其他技术不会产生任何干扰。一个LTE-U小型基站会扫描部分5 GHz频段，寻找空闲的信道。如果没有，它会寻找不太繁忙的信道。然后，它会与Wi-Fi用户轮流使用该信道，确保使用信道的时间始终不超过其相应的时间份额，并在不需要时腾出信道。与目前没有共存规范的Wi-Fi不同，参与LTE-U开发的公司已经通过并将遵循在www.lteuforum.org发布的广泛共存规范和测试要求。另外，与Wi-Fi相比，LTE-U协议能够随节点密度进行缩放调节，因为每个LTE-U节点会在使用合理的信道资源份额后彻底清理信道。

Qualcomm自身或携手行业合作伙伴，通过双边或三边方式与许多其他公司进行了密切合作，同时通过3GPP、LTE-U论坛、ATIS（世界无线通讯解决方案联盟）、IEEE 802和Wi-Fi联盟等行业组织，围绕“共存性”进行研究开发。Qualcomm进行了许多的陈述、演示和会议。今年5月，LTE-U论坛成员举办了一个全天的技术研讨会，共有来自29个公司和组织的96人出席，其中包括领先的Wi-Fi设备、芯片、终端和操作系统供应商，以及Wi-Fi联盟和IEEE 802。最近，LTE-U论坛成员在IEEE 802全体大会上进行了一次技术情况说明。在LAA方面，3GPP和IEEE之间已有十几份联络报告。8月底，3GPP举行了一场3GPP、IEEE和世界上其他组织成员参加的技术研讨会。

FCC的非授权频段监管制度为LTE Unlicensed技术提供了制度保障，将继续在重要的非授权频段中带来创新。与那些LTE Unlicensed反对者声称的相反，任何关于LTE Unlicensed的新规定都是根据实际情况制定的。所有LTE Unlicensed版本将完全遵守FCC的规章以及将要部署地区的规定。更重要的是，LTE Unlicensed将使用4G LTE Advanced中的很多先进的技术创新，将其应用在小型基站中，同时支持在授权频段和非授权频段中运行，为智能手机和平板电脑提供更大的容量，让消费者获益。

作为无线行业正在开发的多种创新技术之一，LTE Unlicensed希望通过最有效的方式，利用每个频段，改善消费者的用户体验。向FCC提交的记录证明，LTE Unlicensed对Wi-Fi并无负面影响；LTE Unlicensed的部署将使Qualcomm在意见和答复中论述的各种共存机制成为现实。

FCC对非授权频段采取技术中立的运营方式，这些非授权频段的技术创新和成功的行业合作就是直接的成果。因此，呼吁FCC加强监管不仅并无裨益，反而会阻碍为移动消费者提供更好服务的创新技术的部署。