LTE挤进WLAN工作频段

移动通信供应商希望获得更高的LTE带宽，寻求在无需授权的5GHz频段部署LTE。那么对于目前正在使用这一频段的无线局域网，这一举措是否会产生不良的影响，这不禁令人担忧和产生疑虑。

移动通信需要花费大量的资金，供应商不仅需要支付建立网络的费用，还需要为专门保留的通信频率支付高昂的费用。以德国为例，这里所谓的高昂费用，是指数十亿欧元的频率使用许可，并且最新一轮的拍卖，许可费已经上涨到50亿欧元，毫无疑问这是一笔很大的费用，因为适合移动通信的频率是稀缺资源。为了摆脱这种困境，爱立信、诺基亚和T-Mobile等移动通信供应商建议，将LTE使用的频率扩大到无需授权的频段。他们的扩张计划称为LTE-U（U代表Unlicensed）和LAA-LTE（LAA代表License Assisted Access），使用两种计划是由于世界各地对于通信频率的分配和无需授权频段的管理方式不同：LTE-U是为美国、中国和印度准备的，而LAA-LTE将在2016年开始在欧洲和日本推出。

这些无需授权的频率是为一些不适合使用许可模式的传输技术准备的，例如无线局域网。隶属于Wi-Fi联盟（Wi-Fi Alliance，简称WFA）的无线局域网路由器生产厂商担心，LTE的这一举措有可能会影响WLAN的速度。他们的路由器主要工作于2.4GHz和5GHz频段。2.4GHz频段的空间有限，不足以满足新一代无线网络的需求，也不可能用于LTE。而5GHz频段虽然带宽可以高达400MHz，但问题是目前最新的IEEE 802.11ac需要较高的带宽才可以达到其最高速度。从新一代AC路由器使用的广告关键字“Triband”或“Wave 2”就可以理解这种需求，为了实现千兆级的速度，AC设备需要使用80MHz或160MHz的带宽，而上一版本的IEEE 802.11n只需要20MHz或40MHz的带宽。如果在5GHz频段部署LTE，那么将最少需要20MHz的带宽，这必将导致频段内设备工作信道重叠的问题越发严重，特别是在设备密集的大城市。此外，部分气象雷达也使用这一频段，而且它们拥有优先通行权。

小型基站增强LTE

Wi-Fi联盟对于LTE扩张计划的忧虑不无道理，但实际上，部署到5GHz频段的LTE应该不会一直占用带宽，只是在有必要的情况下才发送信号。它利用了一个高级的LTE选项：次级基站，通过小基站开关切换技术以及小基站发现技术，在通过主基站更新同步次级基站传输数据、确保所有的数据包正确传输的情况下，密集部署小型基站以增大网络容量以及用户吞吐量。

部署到5GHz频段的LTE次级基站不是信号增强器，并不作为信号放大器使用，而是作为一个下载加速器。它们在无需授权的5GHz频段以最小的20MHz信道带宽传输数据，将可以加速下载速度150Mb/s。而在接下来第二阶段的扩张计划中，次级基站应该可以提供上传功能。

“先听后传”原则

WLAN的“先听后说”（Listen Before Talk，简称LBT）原则适用于欧盟和日本，路由器开始进行传输前将对信道活动进行判断和感知，如果发现信道被占用后将自动退回等待，确保对无需授权频段的公平使用。但是，这一原则并不适用于美国和中国，这也是通过5GHz频段扩张的LAA-LTE和LTE-U计划之间的差异。在LTE-U中，将由LTE设备供应商和通信服务供应商自行决定是否采用LBT原则，而对于欧盟国家来说，首先将因应LBT原则对标准进行修改。这是目前正在处理的事情，应该于2016年年初在LTE 13版本中被采用。爱立信和芯片制造商高通已经就在此情况下应用的情况给出了详细的建议，WLAN路由器和移动通信基站将对自己的数据流量进行调整。

所谓的空闲信道评估（Clear Channel Assessment，简称CCA）在此起到决定性的作用，它可以确保移动通信领域的LBT原则。在CCA过程中，次级基站每20μs将检查一次信道是否空闲，在空闲的情况下才开始传输一个LTE帧，这最多只需要10ms的时间。接下来，次级基站暂停34μs，然后再次运行CCA检查。该机制与WLAN路由器类似，但路由器回退算法在检查无线信道是否空闲时使用的时间间隔不同。

那么，在5GHz频段部署LTE是否确实将阻碍WLAN呢？Google为此对LTE-U进行了相关的模拟，该公司确定了两个问题：首先，由于WLAN路由器和LTE次级基站在不同的时间间隔检查信道是否可用，这可能会出现冲突;其次，一些WLAN信号太弱的信道将可能被LTE次级基站判断为可以用于数据传输。在这种情况下，次级基站过早地开始经由LTE发送数据，这将会导致WLAN数据包出现错误。测试人员得出的结论是，这两种情况将在LTE-U出现，但是否影响LAA-LTE则不一定，因为通过LTE13版本有效地实施“先听后说”原则，有可能使欧洲的WLAN用户幸免。