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解读全球首份LTE-Advanced Pro移动通信系统白皮书(3):非授权型5 GHz频段的使用探讨

截至目前,全球范围内,已经得到正式商用的LTE移动通信网络所采取的均是450 MHz~3600 MHz频段内的授权型无线频谱资源。

 

由于移动通信网络的数据流量呈现出前所未有的大幅增长的态势,将来的LTE-Advanced Pro(第四代半移动通信)网络应该在继续使用授权型物理频段的同时,也将可通过载波聚合技术使用非授权型物理频段(比如5 GHz频段)内的相关无线频谱资源,以提到系统容量、增大峰值无线数据传输速率。

 

非授权的5 GHz频段内有着大量的可用无线频谱资源,尤其适用于小基站的部署场景的应用,从而使得LTE-Advanced Pro之中的演进型载波聚合技术有了作用对象,移动通信基础网络运营商们由此可从中获益。

 

移动通信无线接入网络对于无线频谱资源的利用,演进情况为:

 

13GPP LTE Release 89版本标准:700 MHz~2.6 GHz频段内,授权型的成对以及非成对频谱。其中,低频段侧重于广域的网络覆盖。

 

23GPP LTE Release 101112版本标准:450 MHz~3.8 GHz频段内,授权型的成对以及非成对频谱。其中,基于高频段的移动通信无线接入网络被用于提供更高速率、更大容量的局域移动宽带接入。

 

3LTE-Advanced Pro3GPP目前尚在制定的LTE Release 13版本):(1450 MHz~3.8 GHz频段内,授权型的成对以及非成对频谱;(25.1 GHz~5.9 GHz频段内,非授权型的非成对频谱。

 

其中,5 GHz频段内的可用无线频谱资源现况为:

 

1)美国:5150 MHz~5350 MHz频段、5470 MHz~5725 MHz频段、5725 MHz~5850 MHz频段。一共具有频宽为580 MHz的无线频谱资源。

 

2)欧洲与日本:5150 MHz~5350 MHz频段、5470 MHz~5725 MHz频段。一共具有频宽为455 MHz的无线频谱资源。

 

3)中国:5150 MHz~5350 MHz频段、5725 MHz~5850 MHz频段。一共具有频宽为325 MHz的无线频谱资源。

 

展望将来,LTE-Advanced Pro移动通信无线接入网可以采取两种技术来使用使用非授权型的无线频谱资源:(1LAALicensed Assisted Access,授权型辅助接入)技术;(2LWALTE-Wi-Fi AggregationLTEWi-Fi网络的聚合)技术——可将Wi-Fi网络更为紧密地耦合至蜂窝移动通信网络。具体如图1所示。

 

(3)1

1  LTE-Advanced Pro(第四代半移动通信)无线接入网络对于授权型以及非授权型无线频谱资源的联合使用

 

授权型辅助接入技术LAA通过载波聚合使得LTE-Advanced Pro移动通信无线接入网络结合使用授权型以及非授权型物理频段内的无线频谱资源。在数据流量分流/卸载方面,LAA非常高效——可在毫秒级别之内完成对授权型物理频段系统及非授权型物理频段系统各自所承载数据流量的分割。

 

其中:部署于450 MHz~3.8 GHz频段内授权型无线频谱资源的无线接入网络可同时用于下行及上行,提供可靠的连接、移动性、信令以及达到保证/承诺的无线数据传输速率的服务;而部署5 GHz频段内授权型无线频谱资源的无线接入网络仅用于下行方向,将可极大程度地提升无线数据传输速率。

 

上述的技术解决方案基于“双连接”以及载波聚合技术(后者已经在目前开始得到较大规模部署的现网商用部署,可以将其转移运用至5 GHz频段)。

 

如图2所示,将来的LTE-Advanced Pro移动通信无线接入网络还可更为高效地集成/整合LTE网络与Wi-Fi网络的数据传输,进而将可提高对于非授权型物理频段的利用率。截至目前,移动通信网络中的LTEWi-Fi互操作/互联互通发生于应用层。而在目前正处于制定阶段的3GPP LTE Release 13版本标准之中,移动数据可以实现直接在LTE网络与Wi-Fi网络层面进行分割/分离,从而将使得用户的移动通信终端设备可以同时通过这两类网络接收无线数据,以LTE移动通信无线接入网络来提供可靠的移动性以及无线连接服务。

 

(3)2

2  LTE-Advanced Pro(第四代半移动通信)无线接入网络中,LTEWi-Fi网络聚合的实现示意

 

 

参考文献

 

[1] Nokia Networks. LTE-Advanced Pro—Pushing LTE capabilities towards 5G[EB/OL].

http://www.gsacom.com/downloads/pdf/nokia_lte-advanced_pro_white_paper_2015.php4, 2015-12-07.

 

[2]李远东. 解读全球首份第四代半移动通信系统白皮书[EB/OL].

http://www.istis.sh.cn/list/list.aspx?id=8642, 2015-04-30.

 


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