Wi-Fi與LTE融合 優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)共贏

　　目前Wi-Fi和蜂窩技術(shù)已經(jīng)成為兩大最為成功的無(wú)線技術(shù)。多年來(lái)，它們一直優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，而此時(shí)它們正在走向融合。人們對(duì)無(wú)線容量的要求一直很高，而現(xiàn)在正是促進(jìn)技術(shù)融合的最佳時(shí)機(jī)。但這一切如何實(shí)現(xiàn)，卻完全是另一回事情。

　　Wi-Fi最大的優(yōu)勢(shì)在于它是在未授權(quán)頻譜上運(yùn)行的，任何人都可以部署Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)，而且能夠支持人們所能想到的幾乎所有智能手持設(shè)備和物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備。Wi-Fi最適合的是大容量、高密度、低移動(dòng)性的室內(nèi)應(yīng)用。另一方面，蜂窩技術(shù)在過(guò)去幾十年橫掃全球，打造出了一個(gè)數(shù)萬(wàn)億美元的電信行業(yè)，蜂窩技術(shù)具備無(wú)處不在的室外覆蓋、無(wú)縫的移動(dòng)性等優(yōu)點(diǎn)，更能支持語(yǔ)音和流媒體等實(shí)時(shí)應(yīng)用。兩項(xiàng)技術(shù)的結(jié)合將為整個(gè)行業(yè)帶來(lái)巨大希望，但問(wèn)題是二者如何結(jié)合。毫無(wú)疑問(wèn)這兩項(xiàng)技術(shù)將繼續(xù)專(zhuān)注于為用戶(hù)提供“始終保持最佳連接”的體驗(yàn)?zāi)繕?biāo)。然而實(shí)際上，用戶(hù)在乎的只是快速、可靠且經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的技術(shù)，但是具體使用何種無(wú)線技術(shù)他們并不在乎。

　　各行各業(yè)不斷嘗試Wi-Fi與蜂窩網(wǎng)絡(luò)的融合，隨著技術(shù)的不斷推進(jìn)，了解這些不同方法之間的區(qū)別非常重要，其實(shí)答案并沒(méi)有正確或錯(cuò)誤之分，只是選擇不同而已。與所有事物一樣，市場(chǎng)會(huì)決定最終在什么時(shí)間采用什么方法。

　　未授權(quán)頻段中的LTE（LTE-U和LTE-LAA）

　　經(jīng)過(guò)高通和其他無(wú)線接入網(wǎng)（RAN)）供應(yīng)商的推廣，LTE-U成為最近人們的關(guān)注熱點(diǎn)。LTE-U是在5GHz未授權(quán)頻段上直接運(yùn)行LTE的一種方式。這種方式為了得到更多的無(wú)線頻譜來(lái)支持移動(dòng)服務(wù)，在覆蓋度上的優(yōu)勢(shì)就會(huì)降低。LTE-U仍在3GPP下開(kāi)發(fā)，以期符合R13標(biāo)準(zhǔn)中的輔助授權(quán)接入（LTE-LAA）。

　　LAA繼續(xù)運(yùn)行已授權(quán)頻段中的所有LTE控制和數(shù)據(jù)信道，采用LTE-Advanced實(shí)現(xiàn)它們之間的信道綁定。未授權(quán)頻段旨在提供額外的數(shù)據(jù)平面性能，實(shí)現(xiàn)實(shí)際數(shù)據(jù)平面性能的提升。這種方法的最大挑戰(zhàn)就是，解決LTE與Wi-Fi在未授權(quán)頻段中的和諧共存問(wèn)題，但是共享頻譜并不是LTE的固有特性。

　　有關(guān)人士表示，LTE-U可以與未授權(quán)頻段的Wi-Fi輕松共存并保證其運(yùn)行，這與現(xiàn)在不同Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)共享頻段的方法類(lèi)似。但同時(shí)也有人擔(dān)心，LTE的固有性質(zhì)會(huì)導(dǎo)致其將Wi-Fi擠出這些頻段。不同于Wi-Fi先到先得的基于競(jìng)爭(zhēng)性的訪問(wèn)模式，LTE假定可以完全控制其所運(yùn)行的頻段，LTE的目的并不在于爭(zhēng)搶接入介質(zhì)。

　　Wi-Fi采用的是“先聽(tīng)后說(shuō)”（listen-before-talk，簡(jiǎn)稱(chēng)LBT）的機(jī)制，即希望使用該頻段的任何設(shè)備必須先聽(tīng)，看此頻段是否被占用。如果此頻段不繁忙，設(shè)備就可以占用并開(kāi)始傳輸。此頻段最長(zhǎng)只能保持10微秒，之后將被釋放并重復(fù)進(jìn)行LBT。這可確保對(duì)介質(zhì)的公平訪問(wèn)，同時(shí)也是一個(gè)非常有效的共享未授權(quán)頻譜的方法。目前需要解決的問(wèn)題是如何在未授權(quán)頻段中使用LBT并取得最佳實(shí)施效果，因?yàn)檫@會(huì)引發(fā)介質(zhì)訪問(wèn)控制層的變化。

　　如果不能很好地實(shí)施LBT機(jī)制，LTE-U技術(shù)的可行性就可能會(huì)受到限制，因?yàn)楣�共�?chǎng)所的所有者和其他企業(yè)不愿意部署任何可能對(duì)未授權(quán)頻段產(chǎn)生負(fù)面影響的設(shè)施。酒店、會(huì)議中心、體育場(chǎng)和交通樞紐等公共場(chǎng)所都是需要海量數(shù)據(jù)的理想場(chǎng)所。現(xiàn)在，高質(zhì)量的Wi-Fi服務(wù)發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，它們可以吸引用戶(hù)進(jìn)入并停留在上述公共場(chǎng)所中。這還會(huì)有效地使公共場(chǎng)所重視保護(hù)未授權(quán)頻段，許多場(chǎng)所現(xiàn)在甚至聘用員工追蹤這些頻段的使用情況。這樣就必須確保3GPP出臺(tái)的LTE-LAA標(biāo)準(zhǔn)都根據(jù)IEEE規(guī)范支持LBT機(jī)制。

　　LTE +Wi-Fi鏈路聚合（LWA）

　　采用未授權(quán)頻譜LTE的另一個(gè)方法就是LTE Wi-Fi聚合（LWA），這種方法在業(yè)界將會(huì)更受歡迎。

　　這種高通大力推廣的技術(shù)，雖然與LTE-U和LTE-LAA存在一些差異，但是其效果與LTE-U和LTE-LAA非常類(lèi)似。借助LWA，可分離LTE數(shù)據(jù)有效載荷，一些流量會(huì)通過(guò)Wi-Fi傳輸，剩余的則通過(guò)LTE本身來(lái)傳送，從而大大提升LTE服務(wù)的性能。人們預(yù)計(jì)，LWA會(huì)在標(biāo)準(zhǔn)化過(guò)程中快速發(fā)展，并被3GPP納入2016年夏天發(fā)布的R13標(biāo)準(zhǔn)。LWA集中采用Wi-Fi接入點(diǎn)來(lái)增大LTE RAN，在802.11 MAC框架中傳送LTE，因此雖然它正在傳送LTE數(shù)據(jù)，但是看起來(lái)卻像另一個(gè)網(wǎng)絡(luò)的Wi-Fi。

　　采用LWA，Wi-Fi在未授權(quán)頻段上運(yùn)行，而LTE在授權(quán)頻段上運(yùn)行，這兩種無(wú)線技術(shù)的結(jié)合會(huì)帶來(lái)絕佳的用戶(hù)體驗(yàn)。這兩種技術(shù)都可以發(fā)揮各自所長(zhǎng)，LTE無(wú)需再執(zhí)行任何不正常的操作。與未授權(quán)頻譜中LTE的部署不同（此部署需要全新的網(wǎng)絡(luò)硬件和智能手機(jī)），LWA只需簡(jiǎn)單的軟件升級(jí)就能啟用，智能手機(jī)采用LWA就能為這兩種無(wú)線網(wǎng)絡(luò)供電并拆分?jǐn)?shù)據(jù)平面流量，從而使一部分LTE流量通過(guò)Wi-Fi進(jìn)行隧道傳輸，剩余流量通過(guò)LTE自身運(yùn)行。在Wi-Fi接入點(diǎn)收集的流經(jīng)Wi-Fi的流量，隨即會(huì)被傳送回LTE小蜂窩基站，可有效錨定會(huì)話。這些流量在LTE小蜂窩基站結(jié)合到一起，然后發(fā)送到移動(dòng)分組核心網(wǎng)（EPC），并從那里傳送到互聯(lián)網(wǎng)。

　　這種方法的最大優(yōu)勢(shì)是，所有Wi-Fi流量都能從移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商EPC提供的服務(wù)中獲益。這些服務(wù)包括計(jì)費(fèi)、深度包檢測(cè)、合法攔截、策略、身份驗(yàn)證等，不勝枚舉。如果LTE信號(hào)丟失，此服務(wù)就會(huì)掉線，而用戶(hù)可以通過(guò)Wi-Fi重新連接互聯(lián)網(wǎng)。這種方法與多鏈路或多路徑TCP有點(diǎn)類(lèi)似，不同的是，流量可結(jié)合到蜂窩RAN，而不是返回互聯(lián)網(wǎng)。

　　LTE+Wi-Fi鏈路聚合要求在一個(gè)固定場(chǎng)所內(nèi)部署LTE小型蜂窩基站，場(chǎng)所的任何Wi-Fi接入點(diǎn)都要進(jìn)行軟件升級(jí)從而支持LWA。Wi-Fi接入點(diǎn)也可以繼續(xù)支持獨(dú)立SSID上的非LWA流量，這比在未授權(quán)頻段中使用LTE有更多的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)又避免了缺點(diǎn)，結(jié)合了兩者的優(yōu)勢(shì)。因此LWA成為一個(gè)既不影響未授權(quán)頻段，又能充分利用現(xiàn)有Wi-Fi接入點(diǎn)，并提升室內(nèi)蜂窩性能的解決方案。

　　未來(lái)將會(huì)怎樣？

　　預(yù)計(jì)2020年前，Wi-Fi和LTE小蜂窩基站技術(shù)仍將繼續(xù)融合，帶來(lái)最佳的用戶(hù)連接體驗(yàn)，而LTE-U、LTE-LAA、LWA和多鏈路TCP則是融合這兩大無(wú)線技術(shù)的路徑選擇，當(dāng)然業(yè)界也將探索更多方式以達(dá)到這一效果。電信級(jí)Wi-Fi技術(shù)和LTE小蜂窩基站的前途一片光明。