授权频谱辅助接入技术LAA

目录

一、前言

二、授权频谱与非授权频谱

2.1 什么是非授权频谱？

2.2 什么是授权频谱？

2.3 授权频谱与授权频谱的区别

2.4 为什么需要LAA

三、LAA的关键技术

四、LAA 动态信道选择技术DCS

五、LAA 动态频率选择技术DFS

5.1 DFS概述

5.2 DFS算法

5.3 DFS和TPC

六、LAA相关的技术规范

一、前言

LAA =Licensed-Assisted Access (License Assisted Access)，授权频谱辅助接入，LTE网络用于非授权频段的技术。

LAA是在非授权频段中使用LTE网络技术, 基于LTE的载波聚合的架构。

由授权频段载波作为主小区（PCell），非授权频段载波只能作为辅小区（SCell）。同时为了保证和其他在非授权频段工作的技术共存，采用了先听后说（Listen-Before-Talk）的信道竞争接入机制。

二、授权频谱与非授权频谱

2.1 什么是非授权频谱？

其实就是国家开放给民众免费使用的频谱资源，只要符合占用带宽，发射功率限制等监管要求，大家都可以使用。

我们最熟悉的非授权频谱就是Wifi和LoRa的频谱了，包含433M, 2.4GHz和5GHz等频段。

有时候，非授权频谱还包括一些授权給军方使用的雷达频谱，在军方没有雷达信号的情况下，暂时借给LTE使用。

2.2 什么是授权频谱？

其实指那些被通信运营商所拥有的授权频段，通信运 营商需要为这些频段支付使用费用。3G UMTS、4G LTE、5G NR通常都工作在授权频谱上。

2.3 授权频谱与非授权频谱的区别

授权频谱：高度集权、统一分配

每个终端对无线信道的使用权，完全是由基站统一分配、统一调度的

 非授权频谱：自由平等、个体竞争

2.4 为什么需要LAA

由于授权频谱的短缺，运营商自然而然地把眼光投向了非授权频谱，尤其是未经充分利用的5GHz频段。在非授权频谱上部署LTE载波，可以使运营商在几乎不付出任何频谱成本的情况下增加新的可用频谱。

三、LAA的关键技术

LAA的载波聚合中，由于部分辅小区（SCell）工作在非授权频段，针对LTE工作在非授权频谱，需要一些特殊的技术保障。

（1）LAA的辅小区如何在非授权频谱上与WIFI等技术协同工作，使得LTE能够工作在非授权频谱，这里主要涉及的技术是非授权频谱信道竞争接入技术LBT。

（2）LAA的非授权小区如何根据非授权频谱上动态负载变化，动态的选择载波信道（频率），这里主要涉及的技术是动态信道选择技术DCS。

（3）LAA的非授权小区如何实时监控雷达非授权频谱的雷达信号，及时避让，这里主要涉及的技术是动态频率选择技术DFS。

（4）LAA的载波聚合技术，在辅小区为非授权频谱时，如何根据非授权频谱动态变化、动态选择的特点，进行进行载波聚合流程的适配，这里主要涉及的技术是非授权频谱辅助小区时的载波聚合技术CA。

四、LAA 动态信道选择技术DCS

LTE为20M带宽，而非授权频谱的带宽M远大于这个带宽，因此把非授权频谱的带宽M划分为无数个20M的信道Channel，并实时监控每个信道的负载，并根据特定的算法选择一个信道建立LAA小区。

被选择的信道的状态发生改变时，改变LAA小区的载波频率，或者说改变LAA小区的信道号。这就是动态信道选择DCS。

（1）谁负责扫描所有非授权的信道的状态：由RFIC或FPGA进行信道扫描。

（2）单个信道一次扫描的带宽：20M。

（3）单个信道一次扫描的时间：60ms。

（4）单个信道一次扫描的结果：RSSI峰值、RSSI均值。

（5）全扫描所有信道的时间：60ms * 信道数N，因此，Band46a： 4*60ms = 240ms； Band46d： 5*60ms = 300ms。

（6）需要多少组数据才能做决策：取决于具体的实现，比如10组或20组。

（7）初始化时全扫描策略：一次扫描所有信道，连续扫描N组数据，如果N=10, 则需要10*300ms=3s。

（8）提供服务时的全扫描策略：因为扫描非服务信道时，需要切频，这会影响服务信道用户的数据传输，因此不会连续扫描所有信道。

在授权信道，信道是统一规划的，不会出现其他技术与LTE抢占信道资源，因此一旦小区建立，小区本身通常不会被删除或重建。

LAA部署在非授权信道时，会出现其他技术，如WIFI终端与LTE抢占信道资源的情形。

DCS算法会动态的选择一个最优的信道，动态切换信道，就导致动态切换小区的载频。

五、LAA 动态频率选择技术DFS

5.1 DFS概述

当非授权频谱有军方的雷达信号时，非授权频谱的动态信道选择与普通的授权频谱就不完全相同，主要区别在与：

（1）雷达信道检测是否有雷达的方法不同于WIFI信道的检测信道是否空闲的方法。

（2）如果基站检测到雷达信号，其信道切换的策略不同于普通的非授权信道，需立即切换信道，不管非授权信道上有没有负载。

5.2 DFS算法

5.3 DFS和TPC

WiFi工作在非授权频谱；WiFi是非授权频谱最为普遍的无线接入技术；

由于Wi-Fi 标准使用了 5GHz频率，而欧洲军方的雷达系统也广泛运用这一频率(其中探测隐型飞机的雷达就使用这一频率)。如果民用的无线产品也使用这一频率，可能会对军事雷达和通讯产生干扰。因此，在欧洲出售的Wi-Fi产品必须具备TPS和DFS这两个功能。

DFS（Dynamic Frequency Selection）动态频率选择

无线设备主动探测工作的频率上是否有雷达信号占用，并主动选择另一个频率，以避开军方频率的能力。如果能监测到雷达脉冲，则当前工作频率上的数据传输会被中止，并且寻找其它"空"频率进行重新传输。

TPC（Transmit Power Control）传输功率控制

当无线设备的频率与军方的雷达倍频频率相同，若输出的无线功率过大，会影响军方雷达的运作与通讯。无线设备必须具备自动调整输出功率的能力，防止发射功率过大来干扰军方雷达。

六、LAA相关的技术规范

• TR 36.889

LAA初步研究项目。本报告规定了每个地区非授权频段的监管要求、LAA运营商聚合可行性研究、LAA部署方案、设计目标和功能，以及最终的共存评估和结果。

• TR 36.789

规定了多节点共存的评佔方法。本技术报告解释了如何进行涉及两个3GPP R13 LAA eNBs或一个3GPP R13 LAA eNB和一个其他无线系统(如IEEE 802.11系统)的多节点测试。以确保两个系统可以在同一非授权频谱中共存。

• TS 36.300

给出了演进通用地面无线接入和演进通用地面无线接入网络版本的总体描述，其中定义了LAA的无线电运营方面。

• TS 36.211

第4章定义了一种新的帧结构类型3，适用于具有正常循环前缀的LAA Scell运营。

• TS 36.104

规定了不同运营频带中成分载波的载波聚合。第9章介绍了LAA的信道接入参数。

• TS 36.141

第9章规定了eNB的LBT一致性测试程序。一致性测试用于验证与LAA运营相关的正常运营条件下的能量检测阈值、最大信道占用时间和最小空闲时间的准确性。

• TS 36.133

规定了支持帧结构3下的LAA无线资源管理的要求。

• TS 36.213

第15章定义了LAA的信道接入程序和LBT机制。
 

 

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