3GPP在RAN第65次全会上开始LAA项目的研究工作[3]。研究工作旨在评估在非授权频段上运营LTE系统的性能以及对该频段上的其他系统造成的影响，研究工作集中在定义针对载波聚合方案的相关评估方法以及可能场景，给出相应的政策需求以及非授权频段上部署的设计目标、定义和评估物理层方法等。

1.政策需求

LAA技术所关注的非授权频段主要集中在5 GHz，相比于比较拥挤的2.4 GHz非授权频段，该频段相对比较空闲。图6-3给出了各国在5 GHz非授权频段上的使用情况以及存在互调干扰的频段。如图所示，5 GHz共分三个频带，这里分别用频带A、频带B和频带C表示，三个频带合计共555 MHz的频率资源可使用。

图6-3 各国家在5 GHz上的使用情况以及互调干扰频段

在我国，5 GHz非授权频段主要被指定用于以下技术：

·无线接入系统。

·智能交通特殊无线通信系统。

·微功率无线发射设备。

·无线数据通信系统。

·点对点/点对多点通信系统。

需要注意的是，对于我国，频带B（5470～5725 Hz）尚未开放使用。我国在5 GHz非授权频段上的具体政策需求如表6-3所示。

表6-3 中国在5GHz非授权频段的政策要求

注：有部分政策需求没有被列入表中。

2.部署场景

LAA的主要研究内容是工作在非授权频谱上的一个或多个低功率微基站小区，并与授权频谱上的小区间实现载波聚合。LAA关注的部署场景，既包括有宏基站覆盖的场景，也包括无宏基站覆盖的场景；既包括微基站小区室内部署场景，也包括微基站小区室外部署场景；既包括授权载波与非授权载波共站场景，也包括授权载波与非授权载波不共站（存在理想回传）的场景。图6-4是LAA的4个部署场景，其中授权载波和非授权载波的数量可以为单个或者多个。由于非授权载波通过载波聚合方式工作，微基站小区之间可以为理想回传或者非理想回传。当微基站小区的非授权载波和授权载波之间进行载波聚合时，宏基站小区和微基站小区之间的回传可以为理想或者非理想的。

（1）场景1

授权宏基站小区（F1）与非授权微基站小区（F3）聚合。

（2）场景2

无宏基站覆盖，授权微基站小区（F2）和非授权微基站小区（F3）进行载波聚合。

（3）场景3

授权宏基站小区与微基站小区（F1），授权微基站小区（F1）与非授权微基站小区（F3）进行载波聚合。

（4）场景4

授权宏基站小区（F1），授权微基站小区（F2）和非授权微基站小区（F3）。

图6-4 LAA部署场景

·授权微基站小区（F2）和非授权微基站小区（F3）进行载波聚合。

·如果宏基站小区和微基站小区间有理想回传链路，宏基站小区（F1）、授权微基站小区（F2）和非授权微基站小区（F3）之间可以进行载波聚合。

·如果宏基站小区和微基站小区间没有理想回传链路、支持双连接，宏基站小区与微基站小区间可以进行双连接。

3.设计目标与功能

LAA解决方案考虑两种情况^[4]。如图6-5所示，第一种方案中，LTE授权频段作为主载波接收和发送上下行信息，非授权频段作为辅载波用作下行通信，这种方案为LAA解决方案中的最基础方案。在第二种方案中，LTE授权频段作为主载波接收和发送上下行信息，非授权频段作为辅载波用于上下行通信。

图6-5 LAA解决方案

a）方案一 b）方案二

LAA系统的设计目标如下：

（1）设计能够适用于任何区域性政策需求的统一全球化解决方案架构

为了能够使LAA可以在任何区域性政需求下得到应用，需要设计一个统一的全球化解决方案架构。进一步，LAA设计应提供足够的配置灵活性，以保证能够高效地在不同的地理区域内运营。

（2）与WIFI系统公平且有效的共存

LAA的设计应关注于与现有WIFI网络之间的公平共存，在吞吐量和时延方面对现有网络的影响不能超过在相同载波上再部署另一个WIFI网络。

（3）不同运营商部署的LAA网络间公平且有效的共存

LAA的设计应关注于不同运营商部署的LAA网络之间的公平共存，使得LAA网络能够在吞吐量和时延方面获得较高的性能。

基于上述设计目标，LAA系统中至少需要以下功能。

（1）载波侦听

LBT（Listen-Before-Talk，载波侦听）被定义为设备在使用信道前进行CCA（Clear Channel Assessment，空闲信道评估）的机制。CCA能够至少通过能量检测的方式判断信道上是否存在其他信号，并确定该信道是处于占用还是空闲状态。欧洲和日本政策规定在非授权频段需要使用LBT。除了政策上的要求，通过LBT方式进行载波感知是一种共享非授权频谱的手段，因此LBT被认为是在统一的全球化解决方案架构下实现非授权频段上公平、友好运营的重要方法。

（2）非连续传输

在非授权频段上，无法一直保证信道的可用性。此外，例如欧洲和日本等地区，在非授权频段上禁止连续发送，并且为非授权频段设置了一次突发传输的最大时间限制。因此，有最大传输时间限制的非连续传输是LAA的一个必要功能。

（3）动态频率选择

DFS（Dynamic Frequency Selection，动态频率选择）是部分频段上的政策需求，例如检测来自雷达系统的干扰，并通过在一个较长的时间尺度上选择不同载波的方式来避免与该系统使用相同的信道资源。

（4）载波选择

由于有大量的可用非授权频谱，LAA节点需要通过载波选择的方式选择低干扰的载波，从而与其他非授权频谱上的部署达到较好的共存。

（5）发送功率控制

TPC（Transmit Power Control，发送功率控制）是部分地区的政策需求，要求发送设备能够将功率发送降至低于最大正常发送功率3 dB或者6 dB。

另外需要注意的是，并非上述所有的功能都具有标准化影响，并且并非上述所有功能都是LAA eNB和UE必选的功能。

4.载波侦听方案(www.daowen.com)

如前所述，考虑到LAA对同载波上的现有WIFI系统的影响必须小于额外增加一套WIFI系统，LAA应引入载波侦听技术。每个设备在发送数据之前应进行CCA机制，如果设备发现信道处于繁忙的状态，则无法在该信道发送信息。只有当信道处于空闲状态，才可以使用。ETSI将非授权频段上的载波侦听方法分为基于帧和基于负载两种类型^[5]。对于这两种检测类型，通常需要基于能量检测的CCA，且持续时间不能低于20μs。下面对这两种传统载波侦听方法分别加以介绍^[6]。

（1）FBE（Frame Based Equipment）

FBE的周期固定，CCA检测时间周期性出现，每个周期只有一次CCA检测机会。若CCA检测信道空闲，则发送信息，且发送时间占用固定的帧长；若CCA检测信道处于被占用的状态，则不发送信息，继续在下个检测周期内检测信道情况直至信道空闲态方可传输。图6-6为FBE的示意图。

图6-6 FBE示意图

（2）LBE（Load Based Equipment）

LBE的周期是不固定的，且CCA检测时间非周期性出现，因此CCA检测机会较多。若CCA检测信道空闲，则发送信息；若CCA检测信道处于被占用的状态，则开启扩展CCA。扩展CCA执行开始将从1～q中随机选取N值，在接下来的检测中，若检测到信道空闲，则执行N=N-1，当N值减为0时，则可以开始发送数据。图6-7为LBE的示意图，其中图6-7a的q值为4，图6-7b的q值为32。最大信道占用时间与q的取值有关，具体详见表6-4 FBE与LBE的参数配置。

图6-7 LBE示意图

表6-4 FBE与LBE参数配置

（续）

（3）LAA中的FBE

若LAA中采用FBE作为载波侦听技术方案，那么其固定周期可以基于LTE 10ms的无线帧。CCA检测时间周期性出现，每周期只有一次CCA检测机会，如在每个#0号子帧出现。若CCA检测信道空闲，则在下个#0子帧到来之前发送信息，且为了给下次检测准备条件，需在本次发送结尾预留空闲信道；若CAA检测信道处于被占用的状态，则不发送信息，继续在下个#0子帧检测信道情况直至信道空闲态方可传输。图6-8为LAA中采用FBE的示意图。

图6-8 LAA中的FBE示意图

（4）LAA中的LBE

若LAA中采用LBE作为载波侦听技术方案，其周期不固定，CCA检测时间随时出现，CCA检测机会比LBE多。图6-9为LAA中LBE的示意图，其中q的取值为16。

图6-9 LTE中的LBE示意图

下面对LAA中的FBE和LBE的优缺点进行分析和总结：

LAA中采用FBE的优点包括适合采用固定帧结构的LTE系统，实现复杂度低，标准复杂度低；缺点主要为CCA检测的位置固定，因此接入信道的可能性有限。

LAA中采用LBE的优点包括适用于突发业务的通信，接入信道的可能性更大；缺点则包括实现复杂度高以及标准复杂度高。

3GPP在后续工作中，需结合两种载波侦听方式的优缺点，进一步进行性能评估，才能确定最优的方案。

5.共存评估

（1）共存评估场景与方法

对于共存评估的场景包括室内场景及室外场景。

评估场景中的室内场景在3GPP微基站小区部署场景3（参考3GPP TR 36.872）的基础上增加了非授权频段，评估场景中的室外场景在微基站小区部署场景2a（参考3GPP TR36.872）的基础上增加了非授权频段。在室外场景中，微基站小区和宏基站小区的授权载波是不同的，并且接入宏基站小区的UE的性能无须评估。非授权频段上可以考虑多个载波。具体评估场景如图6-10所示。

图6-10 LAA共存评估场景

从仿真方法的角度可分为两个类型，即WIFI与LAA的共存评估以及LAA与LAA的共存评估。其中，对于WIFI与LAA共存评估，需遵从如下的仿真方法：

步骤1：对某指定评估场景中两个WIFI网络共存的性能指标做评估和记录。

步骤2：将由其中一个WIFI运营商提供的WIFI网络用一个LAA网络代替。对这个WIFI和LAA共存网络的性能指标做评估和记录。

对于步骤2中没有被LAA替换的WIFI网络，通过对比其在步骤1和步骤2中的性能来评估LAA和WIFI在非授权频带上的共存性能。

另外，对于LAA与LAA共存评估，需遵从如下的仿真方法：

对某指定评估场景中两个LAA运营商之间的共存性能指标做评估和记录。将这两个LAA运营商的性能指标比用，以评估在未授权频段上两个LAA运营商的共存性能。

（2）共存评估参数

表6-5及表6-6分别为3GPP目前已经确定的针对室内和室外场景的LAA共存评估中需要用到的系统参数。

表6-5 室内场景仿真参数

（续）

表6-6 室外场景仿真参数

（续）

表6-7给出了WIFI系统的仿真假设。

表6-7 WIFI系统仿真参数

注：OFDM符号长度为4 ms。

6.总结

本节关注于一种在非授权频段上运行LTE系统的LAA技术，介绍了其在3GPP的主要研究内容以及进展，包括相应的政策需求以及非授权频段上部署的设计目标、定义和评估物理层方法等，还对关键技术之一载波侦听方案进行了分析。由于截止本书截稿之时，在3GPP关于LAA的标准研究工作仍在进行中，很多关键技术方案的技术研究工作尚未完全展开与确定，使得本章节内容有限，仅以说明。