【5G之道】第十七章：非授权频谱与授权辅助接入

LAA频谱：

非授权频谱存在于多个频段，主要对象是5GHz频段；

5GHz的低频段部分，5150-5350MHz，通常用于室内，在大部分地区发射功率为23dBm；

这200MHz频段被分为两部分，在5250-5350MHz范围内规定要求动态频率选择DFS和发射功率控制TPC；

DFS意味着不管该频谱是否用于其他用途，发送器都必须不断的评估；若检测到这样的用途，发送器必须在一定时间内腾出频率，并且在一段时间内不再使用该频率；可以保护其它系统；

TPC意味着发送器在需要时，出于减少整体干扰级别的目的，应该由能力减小其发送功率到最大允许功率之下；

在5470MHz以上频段，发送功率最大为30dBm，可用于室外用途；

LAA设计为基于负载的规则；

WIFI基础知识：

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；

WiFi将可用频谱分为了几个20MHz的频道；发送使用一个或多个频道；在不同节点之间协同发送，有集中式和分布式协同方式；分布式的协同最常见；

增强的分布式信道接入EDCA；使用EDCA的节点会使用LBT，LBT有一个先于发送的退避步骤，是发送器在每次发送前会侦听信道状态，在信道不占用的情况下进行发送；

当功率等级低于-62dBm，且没有高于-82dBm的WiFi前导码时，频道会被声明可用，否则不可用；

退避计时器在频道已经被声明可用AIFS时间，会随机一个数值，表示9us时隙的整数倍；

一旦退避计时器期满，则节点获得发送机会TXOP；

在接收一个数据包后，接收机回复确认消息；确认消息在数据接收后，以16us的短帧间间隔SIFS发送；因为SIFS短于AIFS，所以不会有其他WiFi用户能够在此期间夺得该信道；

初始化退避计时器的随机数必须在争用窗内，且为均匀分布，分布范围随每次重传尝试而指数增长；争用窗越大，平均退避值越大，冲突的可能性越小；

高优先级数据流使用更小的争用窗以更快接入信道；低优先级数据流使用更大的争用窗，增大了高优先级数据比低优先级更早发送的可能性；

EDCA好处，任何终端可以和任何其他终端通信，而不需要一个集中化的协同节点；

LAA的技术组件：

LAA是基于载波聚合框架的；主组分载波和可选的一个或多个辅组分载波工作在授权频谱，与工作在非授权频谱的一个或多个辅组分载波聚合；

DFS用于在检测到雷达系统干扰的情况下空出频道；

TPC在部分频段和地区是必须的要求，要求发送器可以将功率相对于最大输出功率降低3dB或6dB；

LBT保证了载波在发送之前是可用的；

动态频率选择：

DFS的目的是确定辅载波的频率，需要找到可用或至少轻载的载波频率；

DFS在LAA小区开启时执行；DFS也可基于事件触发，如，基站可以在不发数据时，周期性的测量干扰或者功率等级，目的是检测载波频率是否用于其他目的，或者是否有一个更适合的可用载波频率；

DFS部分频段受监管，如果LAA基站检测到雷达用途，一般在10s内停止使用该载波频率，并且在至少30min内不再使用；

先听后说：

LBT是指LAA使用时，在占用信道之前检查其是否可用；
在LAA中，发送器在发送前监听信道的潜在发送行为；

首先时拖延阶段，由16us的等待开始，之后用一个或多个9us时隙的时间来测量能量，若能量低于某个阈值则频道可用；

完成拖延阶段后，eNodeB执行随机退避过程，退避计时器由一个[0，CW]区间均匀发布的随机数值初始化，为9us的整数倍；一旦计时器期满，随机退避完成，突发被发送；

争用窗的大小基于从终端处接收的HARQ确认来调整；如果收到否定性的HARQ，争用窗口CW=CWmax，如果收到肯定性的HARQ确认，争用窗口CW=CWmin；

LBT避免当信道已经在使用时发送数据，其中一个原因是与使用非授权频谱的其他无线接入技术的共存；

如果存在多个载波，则伴随LBT的退避的两种处理方法：
1、单个退避值，对所有在非授权频谱上的组分载波都有效；当计时器期满，发送可能在所有组分载波上发生，前提是其他载波上先于发送的持续时间为25us的空闲信道估计CCA；
2、多个退避值，每个载波上一个；一旦所有退避计时器归零，发送就会发生；

帧结构与突发发送：

5GHz非授权频段是非对称频段，因此TDD是相应的双工方案；
由于先听后说LBT的使用，发送突发可能在任何子帧开始，不强制要求上下行链路子帧固定分配的帧结构；

发送可能在LBT过程完成后立即开始或者咋某个时间点，只要在发送前的瞬时信道仍然可用；避免发送器占用信道，先发送任意预约信号直到子帧开始，以保证信道在数据开始发送时信道是可用的；

为减轻数据只能从子帧边界开始这个限制，LAA支持一种部分填充的子帧；
发送突发的长度取决于要发送的数据量以及管理要求；PDSCH发送可能需要提前于子帧末尾而结束；

数据解调可以基于DM-RS或者CRS；
支持的传输模式有1、2、3、4、8、9、10；

参考信号于非连续发送：

非连续发送，即可能出现完全空白的子帧，是LBT的基本要求和结果；如果LBT机制声明信道被占用，则基站不应该发送；

小区特定参考信号CRS不能出现在作为LTE基本单位的每个子帧；
与CRS类似，CSI-RS也不可能周期性的发送；由LBT引起的间歇性发送以及非授权频谱的其他非LAA用途，一般会导致快速波动的干扰环境；

DRS是为了支持小基站开/关引入的；由于发送在非授权频谱上，DRS发送之前必须有空闲信道评估CCA；

如果发现参考信号DRS与PDSCH一起发送，在一个发送突发之中，则DRS将自动受到突发所受到的LBT机制的约束，并且发现信号可以与突发中正在传送的数据复用子帧；

如果发现信号不是传输突发的一部分，则DRS在发送的准确时间取决于CCA，发现信号可能在一段时间后挪动，并且终端需要在基于DRS发送的准确时间之前检测是否有DRS发送，这在授权频谱的情况下是不必要的；

DRS的结构与之前的版本相同，但是发现信号的周期被限制为12各OFDM符号；

未来扩展到上行链路的非连续发送是直观的，因为所有的发送都是可调度的；

调度、HARQ与重传：

自调度可以因下行数据发送更好的在所有载波上散布控制信令而收益；

跨载波调度，只支持来自主载波的、工作的在授权频谱上的跨载波调度；在跨载波调度情况下，PDSCH总是在第一个子帧中开始，即不支持部分填充子帧；

异步的HARQ方案可用；取决于发送的持续时间，重传可能跟原始发送相同；终端使用与载波聚合大体相同的机制，通过上行主载波发送HARQ的确认；

异步HARQ操作在上行链路中是必须的；同步协议意味着重传是固定时序，而信道在固定重传的瞬间可能不可用；这种情况，重传必须由PDCCH或EPDCCH来调度；

无线承载映射与QoS控制：

LTE中QoS的管理，由不同的无线承载管理；

多个无线承载被复用在载波聚合的情况下复用的数据流发布在不同组分载波；

载波聚合对RLC和PDCP层不可见，某个无线承载可能在组分载波的任意子集中发送；

在下行链路，eNodeB的调度器可以控制来自不同无线承载的数据映射到不同组分载波，从而控制哪些数据在授权频谱上发送而哪些在非授权频谱上发送；

在上行链路，只有当缓存状态报告指示没有关键数据在等待发送时才在非授权频谱上调度数据，但是会导致非授权频谱的低效利用；

最后

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