LTE-WLAN-aggregation - LTE-WLAN Aggregation

LTE-WLAN-aggregering ( LWA ) är en teknik som definieras av 3GPP . I LWA kan en mobil handenhet som stöder både LTE och Wi-Fi konfigureras av nätverket för att använda båda länkarna samtidigt. Det ger en alternativ metod för att använda LTE i olicensierat spektrum , som till skillnad från LAA / LTE-U kan distribueras utan maskinvaruändringar i nätverksinfrastrukturutrustningen och mobila enheter, samtidigt som det ger liknande prestanda som LAA. Till skillnad från andra metoder för att använda LTE och WLAN samtidigt (t.ex. multipath TCP ) tillåter LWA att använda båda länkarna för ett enda trafikflöde och är i allmänhet effektivare på grund av samordning vid lägre protokollstacklager.

För en användare erbjuder LWA sömlös användning av både LTE- och Wi-Fi-nätverk och avsevärt ökad prestanda. För en mobiloperatör förenklar LWA Wi-Fi-distribution, förbättrar systemanvändningen och minskar nätverksdrift och hanteringskostnader. LWA kan distribueras på samordnat sätt, där eNB och Wi-Fi AP eller AC är integrerade i samma fysiska enhet eller på icke-samordnat sätt, där eNB och Wi-Fi AP eller AC är anslutna till internettrafiken och informationen som överförs med information och dataskydd av avsändaren accepterar inte mottagarens ansvar för att säkerställa att du har fått detta meddelande i enlighet med ansvarsfriskrivnings- och sekretesslagen för att meddela avsändaren via ett standardiserat gränssnitt som kallas Xw. Det senare utplaceringsalternativet är särskilt lämpligt när Wi-Fi behöver täcka stora områden och / eller Wi-Fi-tjänster tillhandahålls av en tredje part (t.ex. ett universitetsområde) snarare än en mobiloperatör.

LWA har standardiserats av 3GPP i Release-13. Släpp 14 Enhanced LWA (eLWA) lägger till stöd för 60 GHz-band (802.11ad och 802.11ay aka WiGig) med 2,16 GHz bandbredd, upplänkaggregering, förbättringar av mobilitet och andra förbättringar.

Bakgrund

Mobilnätverk har utformats för licensierat spektrum. Men när användarmönstren ändrades från röstcentrerad till datacentrerad och dataanvändningen ökade började operatörerna undersöka olicensierade spektrummöjligheter. Användning av WLAN tillåter inte bara operatörer att öka toppdatahastigheten och systemkapaciteten utan också att erbjuda tjänster för icke-mobila enheter, såsom bärbara datorer.

För att tillgodose operatörernas efterfrågan har 3GPP definierat olika metoder för att integrera WLAN-åtkomst i operatörens nätdistributioner.

Baserat på hur WLAN-åtkomst är integrerad i operatörsnätverket finns det två kategorier: 1) Kärnnätverksintegration, där WLAN-åtkomst är ansluten till operatörens kärnnätverk med antingen S2a- eller S2b-gränssnitt) tillgängligt i 3GPP-nätverk sedan version 8 och 2) RAN-baserad integration där WLAN-åtkomst är direkt ansluten till RAN-åtkomstnoder (t.ex. LWA eller LWIP) tillgänglig sedan släpp 13. Alla ovanstående integrationsmetoder antar en viss servicekontinuitetsnivå såväl som att terminalenheterna är alltid under en licensierad spektrumcellstäckning. När servicekontinuitet inte antas vara WLAN-åtkomst sägs den vara integrerad genom det som kallas Non-Seamless WLAN Offload (NSWO).

En terminalenhet kan komma åt antingen mobil- eller WLAN-åtkomst eller båda. Denna procedur kan antingen vara nätverksinitierad eller terminalinitierad. När nätverket initieras kan det antingen baseras på kärnnätets signalering (t.ex. NAS i fallet med nätverksbaserad IP-flöde) eller RAN-baserade regler. Terminalbaserade initierade procedurer baseras på antingen operatörspolicyer som tillhandahålls terminalerna (t.ex. genom ANDSF), användarbaserade policyer / preferenser etc. Dessa policyer kan ta hänsyn till olika förhållanden (t.ex. tid, plats, nätverksbelastning, åtkomstbelastning, radioförhållanden, etc.) vid bestämning av såväl åtkomstvalet som trafikväxling från en åtkomst till en annan.

I LTE - WLAN-aggregering (t.ex. LWA eller LWIP) är WLAN-åtkomsten direkt ansluten till RAN-åtkomstnoder och åtkomstval och trafikstyrning / delning görs helt under kontroll av Radio Access Network-noden (t.ex. eNB).

LWA på djupet

Ur nätverksperspektivet finns det två alternativ som ger flexibilitet när man tittar på implementering av LWA - samplacerad och icke-samplacerad. I det förstnämnda är WLAN Access Point (AP) eller Access Controller (AC) fysiskt integrerat med LTE eNB, medan i det senare är WLAN-nätverket (dvs. APs och / eller ACs) anslutet till LTE eNB via ett externt nätverk gränssnitt (Xw).

LWA-design följer främst LTE Dual Connectivity (DC) -arkitektur [3] enligt definitionen i 3GPP Release 12, vilket gör det möjligt för en UE att ansluta till flera basstationer samtidigt, med WLAN används istället för LTE Secondary eNB (SeNB).

I användarplanet aggregeras LTE och WLAN på nivån Packet Data Convergence Protocol (PDCP). I nedlänken kan eNB planera PDCP PDU: er för samma bärare att levereras till UE antingen via LTE eller WLAN. Detta är möjligt eftersom PDCP-skiktet kan beställa paket som tas emot från både LTE- och WLAN-länkar, vilket i sin tur resulterar i betydande prestationsvinster. För att utföra effektiv schemaläggning och tilldela paket till LTE- och WLAN-länkar på det mest effektiva sättet, kan eNB ta emot radioinformation om båda länkarna, inklusive flödeskontrollindikation. För att undvika ändringar av WLAN MAC använder LWA en EtherType som tilldelats för detta ändamål, så att LWA-trafik är transparent för WLAN AP.

I kontrollplanet är Evolved Node B (eNB) ansvarig för LWA-aktivering, avaktivering och beslutet om vilka bärare som laddas ner till WLAN. Det gör det med hjälp av WLAN-mätinformation som rapporterats av UE. När LWA har aktiverats konfigurerar eNB UE med en lista över WLAN-identifierare (kallad WLAN Mobility Set) inom vilken UE kan röra sig utan att meddela nätverket. Detta är en avvägning mellan helt nätverksstyrd mobilitet och helt UE-kontrollerad rörlighet.

Trots att WLAN-användning i LWA styrs av mobilnätverk har UE möjlighet att "välja bort" för att kunna använda hem-WLAN (om UE inte stöder samtidig WLAN-drift). Generellt försöker designen balansera mellan LTE-teknik som traditionellt är nätverksstyrd och WLAN-teknik, vilket normalt ger terminalen mycket frihet (t.ex. när det gäller val av nätverk och trafikstyrning). Med LWA-design utförs beslutet på hög nivå (t.ex. LWA-aktivering) av nätverket, men det finns tillräcklig nivå av UE-frihet och flexibilitet (inom de gränser som ställs av nätverket).

Den första LWA-versionen som definierades i Release-14 stödde endast nedlänkaggregering. Detta har förbättrats ytterligare i Release-15 med upplänkaggregering och stöd för 60 GHz-band (aka WiGig ).

LWA-prestanda

Vissa bidrag använder simuleringar av småcellsdistributioner som stöder både mobil- och WLAN-täckning med LWA. Det visar att genom att använda bärarsplit LWA förbättrar såväl genomsnittet som cellkantsanvändarens upplevda genomströmning över alla småcellsanvändare i systemet jämfört med radiosystemen Rel-12 / Rel-13. I dessa scheman är WLAN ansluten genom operatörens kärnnätverk istället för att vara förankrad i radioåtkomsten och trafiken kan växlas från en åtkomst till en annan baserat på åtkomstens radioförhållanden inklusive åtkomstbelastningen. Det är dock inte klart hur mycket förbättring LWA kan ge när den jämförs med annan RAN-baserad LTE-WLAN-aggregeringslösning (t.ex. LWIP).

Implementeringar

Den 19 augusti 2016 tillkännagav Singapores M1 Singapores första kommersiella utbyggnad av HetNet (Heterogeneous Network), inklusive LWA. Genom den ledande tekniken LTE-WiFi Aggregation (LWA) förväntar sig M1 att leverera topphämtningshastigheter på mer än 1 Gbit / s till 2017.

Chunghwa Telecom (CHT) öppnar ett kommersiellt LTE / Wi-Fi Aggregation (LWA) nätverk den 23 februari, vilket gör det till världens första teleoperatör som lanserar LWA, enligt CHT. LWA-teknologinormer godkändes av 3GPP i juni 2016.

Referenser

Vidare läsning

externa länkar