Агрегация LTE-WLAN - LTE-WLAN Aggregation

Агрегация LTE-WLAN (LWA) - это технология, определяемая 3GPP. В LWA мобильный телефон, поддерживающий как LTE и Wi-Fi может быть настроен сетью для одновременного использования обоих каналов. Он предоставляет альтернативный метод использования LTE в нелицензионном спектре что в отличие от LAA / LTE-U могут быть развернуты без изменения аппаратного обеспечения оборудования сетевой инфраструктуры и мобильных устройств, обеспечивая при этом производительность, аналогичную LAA. В отличие от других методов одновременного использования LTE и WLAN (например, Многопутевый TCP ), LWA позволяет использовать оба канала для одного потока трафика и, как правило, более эффективен из-за координации на более низких уровнях стека протоколов.

Для пользователя LWA предлагает беспрепятственное использование сетей LTE и Wi-Fi и существенно увеличивает производительность. Для оператора сотовой связи LWA упрощает развертывание Wi-Fi, улучшает использование системы и снижает затраты на эксплуатацию и управление сетью. LWA может быть развернут совместно, когда eNB и точка доступа Wi-Fi или AC интегрированы в одно и то же физическое устройство, или не совместно, когда eNB и точка доступа Wi-Fi или AC подключены к Интернет-трафику. и информация, передаваемая с информацией и защитой данных отправителем, не принимает на себя ответственность получателя по обеспечению того, чтобы вы получили это сообщение в соответствии с отказом от ответственности и законом о конфиденциальности, чтобы уведомить отправителя через стандартизованный интерфейс, называемый Xw. Последний вариант развертывания особенно подходит для случая, когда Wi-Fi должен охватывать большие площади и / или услуги Wi-Fi предоставляются третьей стороной (например, университетский городок), а не оператором сотовой связи.

LWA был стандартизирован 3GPP в Release-13. В версии 14 Enhanced LWA (eLWA) добавлена ​​поддержка диапазона 60 ГГц (802.11ad и 802.11ay aka WiGig) с полосой пропускания 2,16 ГГц, агрегация восходящего канала, улучшения мобильности и другие улучшения.

Фон

Сотовые сети были разработаны для лицензированного спектра. Однако по мере того, как модели использования изменились с голосовых на данные, а использование данных резко возросло, операторы начали искать возможности использования нелицензированного спектра. Использование WLAN позволяет операторам не только увеличивать пиковую скорость передачи данных и пропускную способность системы, но также предлагать услуги для несотовых устройств, таких как ноутбуки.

Чтобы удовлетворить потребности операторов, в 3GPP определены различные методы интеграции доступа WLAN в развертывание сети оператора.

В зависимости от того, как доступ WLAN интегрирован в сеть оператора, существует две категории: 1) Интеграция базовой сети, в которой доступ WLAN подключается к базовой сети оператора с использованием интерфейсов S2a или S2b), доступный в сетях 3GPP, начиная с версии 8 и 2) Интеграция на основе RAN, в которой доступ к WLAN напрямую связан с узлами доступа RAN (например, LWA или LWIP), доступный с версии 13. Все вышеперечисленные методы интеграции предполагают определенный уровень непрерывности обслуживания, а также наличие оконечных устройств. всегда под лицензированным покрытием сотовой связи. Когда непрерывность обслуживания не предполагает доступа к WLAN, говорят, что он интегрирован посредством того, что называется Non-Seamless WLAN Offload (NSWO).

Терминальное устройство может получить доступ либо к сотовой сети, либо к WLAN, либо к обоим. Эта процедура может быть инициирована сетью или терминалом. Когда он инициируется сетью, он может быть основан либо на сигнализации базовой сети (например, NAS в случае мобильности IP-потока на основе сети), либо на правилах на основе RAN. Процедуры, инициированные терминалом, основаны либо на политике оператора, предоставляемой терминалам (например, через ANDSF), либо на политике / предпочтениях пользователя и т. Д. Эти политики могут учитывать различные условия (например, время, местоположение, сетевая нагрузка, нагрузка доступа, условия радиосвязи и т. д.) при определении как выбора доступа, так и переключения трафика с одного доступа на другой.

В LTE - агрегировании WLAN (например, LWA или LWIP) доступ WLAN напрямую связан с узлами доступа RAN, а выбор доступа и управление / разделение трафика полностью выполняется под управлением узла сети радиодоступа (например, eNB).

LWA в подробностях

С точки зрения сети, есть два варианта, которые обеспечивают гибкость при развертывании LWA - совмещенный и несовместимый. В первом случае точка доступа WLAN (AP) или контроллер доступа (AC) физически интегрированы с LTE eNB, тогда как во втором сеть WLAN (то есть AP и / или AC) подключена к LTE eNB через внешнюю сеть. интерфейс (Xw).

Дизайн LWA в первую очередь следует архитектуре LTE Dual Connectivity (DC) [3], как определено в 3GPP версии 12, которая позволяет UE подключаться к нескольким базовым станциям одновременно с использованием WLAN вместо вторичного eNB LTE (SeNB).

В плоскости пользователя LTE и WLAN агрегированы на уровне протокола конвергенции пакетных данных (PDCP). В нисходящей линии связи eNB может запланировать доставку PDU PDCP одного и того же однонаправленного канала в UE либо через LTE, либо через WLAN. Это возможно, поскольку уровень PDCP может переупорядочивать пакеты, полученные как от каналов LTE, так и от WLAN, что, в свою очередь, приводит к значительному повышению производительности. Чтобы выполнять эффективное планирование и назначать пакеты каналам LTE и WLAN наиболее эффективным способом, eNB может принимать радиоинформацию об обоих каналах, включая индикацию управления потоком. Чтобы избежать изменений MAC-адреса WLAN, LWA использует выделенный для этой цели EtherType, так что трафик LWA прозрачен для точки доступа WLAN.

В плоскости управления усовершенствованный узел B (eNB) отвечает за активацию, деактивацию LWA и решение о том, какие однонаправленные каналы выгружены в WLAN. Это делается с использованием информации измерения WLAN, сообщаемой UE. После активации LWA eNB конфигурирует UE со списком идентификаторов WLAN (называемых набором мобильности WLAN), в пределах которого UE может перемещаться без уведомления сети. Это компромисс между мобильностью, полностью управляемой сетью, и мобильностью, полностью управляемой UE.

Даже если использование WLAN в LWA управляется сотовой сетью, UE имеет возможность «отказаться», чтобы использовать домашнюю WLAN (в случае, если UE не поддерживает одновременную работу WLAN). Как правило, конструкция пытается найти баланс между технологией LTE, которая традиционно управляется сетью, и технологией WLAN, которая обычно обеспечивает большую свободу для терминала (например, с точки зрения выбора сети и управления трафиком). При проектировании LWA решение высокого уровня (например, активация LWA) выполняется сетью, но существует достаточный уровень свободы и гибкости UE (в пределах, установленных сетью).

Первая версия LWA, определенная в Release-14, поддерживала только агрегирование нисходящих каналов. В версии 15 это было дополнительно улучшено за счет агрегации восходящих каналов и поддержки диапазона 60 ГГц (также известного как WiGig ).

LWA производительность

Некоторые вклады [1] используйте моделирование развертываний малых сот, поддерживающих покрытие как сотовой, так и WLAN с помощью LWA. Он показывает, что за счет использования LWA с разделением каналов передачи улучшается средняя, ​​а также воспринимаемая пользователем на границе соты пропускная способность для всех пользователей малых сот в системе по сравнению со схемами радиовзаимодействия Rel-12 / Rel-13. В этих схемах WLAN подключается через базовую сеть оператора вместо того, чтобы быть привязанной к радиодоступу, и трафик может переключаться с одного доступа на другой на основе условий радиосвязи доступа, включая загрузку доступа. Однако неясно, сколько улучшений может принести LWA по сравнению с другим решением агрегации LTE-WLAN на основе RAN (например, LWIP).

Развертывания

19 августа 2016 года сингапурский M1 объявил [2] Первое коммерческое развертывание в Сингапуре HetNet (гетерогенной сети), включая LWA. Благодаря передовой технологии LTE-WiFi Aggregation (LWA) M1 планирует к 2017 году обеспечить максимальную скорость загрузки более 1 Гбит / с.

Chunghwa Telecom (CHT) откроет коммерческую сеть LTE / Wi-Fi Aggregation (LWA) 23 февраля,[3] По данным CHT, это делает его первым в мире оператором связи, запустившим LWA. Стандарты технологии LWA были утверждены 3GPP в июне 2016 года.

использованная литература

  1. ^ "Агрегация LTE и нелицензированный спектр В архиве 2015-11-06 в Wayback Machine "
  2. ^ "M1, Nokia объявляют о первом в Сингапуре коммерческом общенациональном развертывании HetNet "
  3. ^ "Chunghwa Telecom запускает сеть LWA "

дальнейшее чтение

внешняя ссылка