蜂窩移動通信與無線(xiàn)局域網技(jì )術走向融合

                                【來源：中(zhōng)國(guó)信息産(chǎn)業網-人民(mín)郵電(diàn)報】
　　如今，随時随地上網已經成為(wèi)許多(duō)人日常生活的一部分(fēn)，在各種場景中(zhōng)，有(yǒu)人通過3G、4G等蜂窩移動通信技(jì )術上網，有(yǒu)些人則利用(yòng)WiFi等無線(xiàn)局域網技(jì )術上網，雖然技(jì )術各有(yǒu)不同，但帶給用(yòng)戶的使用(yòng)體(tǐ)驗卻非常類似，蜂窩移動通信與無線(xiàn)局域網技(jì )術正逐漸走向融合。

　　應用(yòng)場景趨于重合，增強移動寬帶場景成為(wèi)主要融合方向
　　移動互聯網和物(wù)聯網的迅猛發展驅動數據流量的重心從有(yǒu)線(xiàn)網絡向無線(xiàn)網絡加快轉移，促進了無線(xiàn)市場的蓬勃發展。随着4.5G和5G技(jì )術的發展，蜂窩移動通信技(jì )術版圖和應用(yòng)場景不斷擴張，包括增強移動寬帶（eMBB）、海量機器類通信（mMTC）和超高可(kě)靠低時延通信（URLLC）三大場景。同時，以WiFi為(wèi)代表的無線(xiàn)局域網（WLAN）技(jì )術随着移動互聯網的發展，已經成為(wèi)人們日常生活必不可(kě)少的無線(xiàn)接入方式，也在向物(wù)聯網、車(chē)聯網等領域不斷延伸。
　　蜂窩移動通信技(jì )術與無線(xiàn)局域網技(jì )術的應用(yòng)場景趨于重合，關系也日趨複雜，呈現出新(xīn)的競合關系。

　　具(jù)體(tǐ)來看，在增強移動寬帶（eMBB）場景，IEEE通過 802.11a / b / g / n / ac / ad / ax / ay （WiFi系列标準）等逐步發展，不斷提升物(wù)理(lǐ)層傳輸速率，與蜂窩移動通信競争，同時又(yòu)通過基于802.11u的HotSpot2.0增強WLAN與蜂窩網之間的互聯互通，提供兩者的業務(wù)融合。在海量機器類通信（mMTC）場景，通過基于802.11ah的HaLow（HaLow由802.11ah的ah變形和表示低功耗的low字樣結合），發展物(wù)聯網标準，滿足智能(néng)家居、汽車(chē)、零售業、農業、智能(néng)城市環境等的應用(yòng)需求，與蜂窩移動通信充分(fēn)競争。在超高可(kě)靠低時延通信（URLLC）場景，通過基于802.11p的WAVE（Wireless Access in the Vehicular Environment，車(chē)輛環境無線(xiàn)訪問協議），發展車(chē)聯網标準，滿足智能(néng)交通系統的相關應用(yòng)，也形成與蜂窩移動通信競争的局面。
　　也就是說，蜂窩移動通信技(jì )術和無線(xiàn)局域網技(jì )術在增強移動寬帶場景相互競争中(zhōng)不斷融合，在海量機器類通信場景和超高可(kě)靠低時延通信場景還處于競争階段。

　　技(jì )術融合由移動通信産(chǎn)業主導，在網絡側和無線(xiàn)側兩個層面并行發展
　　根據蜂窩移動通信和無線(xiàn)局域網的标準演進、融合的領域和場景分(fēn)析可(kě)以看出，其融合的技(jì )術發展方向是從松耦合到緊耦合，再到空口融合，涉及網絡側和無線(xiàn)側的融合，并且兩個層面的融合呈現并行發展的态勢。網絡側融合主要包括兩者在網絡架構和業務(wù)應用(yòng)層面的融合，解決蜂窩網與WLAN的網絡互通、協作(zuò)和業務(wù)連續性等問題。無線(xiàn)側融合主要從接入層充分(fēn)利用(yòng)兩者的技(jì )術、頻率等資源，以實現高頻段、高吞吐量、熱點增強、低複雜度和靈活組網等目标，解決頻譜資源緊張的問題。
　　通過近年移動通信産(chǎn)業主導的企業并購(gòu)以及國(guó)内外電(diàn)信運營商(shāng)的網絡和業務(wù)整合，産(chǎn)業鏈已經具(jù)備實現移動蜂窩與WLAN更深層次融合的條件。體(tǐ)現在如下幾個方面：
　　從标準、技(jì )術層面看，3GPP在蜂窩網标準制定中(zhōng)充分(fēn)考慮WLAN接入蜂窩網；并且全面考慮從網絡側融合到無線(xiàn)側融合，實現更精(jīng)細化和更深度的融合。
　　從芯片、終端層面看，主流的無線(xiàn)芯片和智能(néng)終端都同時支持蜂窩網和無線(xiàn)局域網，并且支持2G/3G/4G的多(duō)模制式和各協議版本的802.11a/b/g/n/ac等。
　　從網絡設備層面看，設備制造商(shāng)的小(xiǎo)基站（Small Cell）能(néng)提供蜂窩網絡和WLAN網絡的接入能(néng)力；并且能(néng)夠提供網絡側互通、協同以及無線(xiàn)側空口融合的解決方案。
　　從運營層面看，基礎電(diàn)信運營商(shāng)、虛拟運營商(shāng)等不同程度地推動移動蜂窩網和WLAN的業務(wù)整合，實現WLAN對移動蜂窩網的補充覆蓋和業務(wù)分(fēn)流。

　　通過VoWiFi和VoLTE完成網絡側的業務(wù)融合，提供語音業務(wù)的無縫切換
　　基于IMS架構通過VoWiFi和VoLTE提供語音業務(wù)的無縫切換，完成網絡側的業務(wù)融合。随着LTE網絡在全球的廣泛部署，運營商(shāng)升級EPC和IMS網絡，将基于VoLTE的業務(wù)擴展到WiFi接入，用(yòng)戶可(kě)以通過WiFi撥打電(diàn)話，同時支持VoLTE和VoWiFi之間的無縫切換。
　　VoWiFi給運營商(shāng)/用(yòng)戶帶來了新(xīn)價值，VoWiFi和VoLTE之間是一種互補關系，WiFi是對LTE網絡增強覆蓋的一種有(yǒu)效手段，可(kě)以增強運營商(shāng)的競争力，提升用(yòng)戶體(tǐ)驗，減少漫遊費用(yòng)，減少消費者對OTT業務(wù)的依賴。
　　未來VoWiFi的大規模商(shāng)用(yòng)已經成為(wèi)必然，發展中(zhōng)機遇與挑戰并存。
　　——VoWiFi的發展機遇來自于WiFi熱點的全球部署。随着移動互聯網的發展，WiFi已經在全球普及。截至今年年初，國(guó)内WiFi公(gōng)共熱點約為(wèi)650萬個，家用(yòng)WiFi熱點1億多(duō)個，運營商(shāng)WiFi、商(shāng)用(yòng)公(gōng)共WiFi、政府公(gōng)共WiFi等大概有(yǒu)2.3億個。龐大的WiFi熱點已經為(wèi)VoWiFi提供了非常好的接入基礎。
　　——VoWiFi的挑戰主要在于支持ePDG架構的VoWiFi的原生（native）終端數較少。除IPhone6/6p及以上的版本支持VoWiFi外，目前市面上其他(tā)終端廠家僅有(yǒu)幾款終端支持VoWiFi，産(chǎn)業鏈還比較薄弱。
　　目前，國(guó)外運營商(shāng)積極部署VoWiFi，未來的大規模商(shāng)用(yòng)已經成為(wèi)必然，并且存在虛拟運營商(shāng)/互聯網企業開展VoWiFi業務(wù)的可(kě)能(néng)。WiFi産(chǎn)業在未來5G的發展中(zhōng)可(kě)能(néng)在網絡互通、協同和業務(wù)連續性等方面給予技(jì )術和标準的支持。

　　産(chǎn)業鏈正探索免許可(kě)頻段技(jì )術在無線(xiàn)側融合中(zhōng)的應用(yòng)，其發展面臨較大不确定性
　　移動通信産(chǎn)業正探索免許可(kě)頻段技(jì )術在無線(xiàn)側融合中(zhōng)的應用(yòng)，基于LTE的免可(kě)頻段技(jì )術主要包括以LAA和LWA為(wèi)代表的3GPP标準方案，以及以LTE-U和MulteFire為(wèi)代表的非3GPP标準方案。蜂窩網免許可(kě)頻段技(jì )術的發展面臨各國(guó)監管政策、産(chǎn)業界态度、3GPP 5G技(jì )術标準進展、IEEE 802.11系列發展等諸多(duō)影響因素。
　   ——3GPP标準融合路線(xiàn)：在4.5G階段以LAA、LWA及後續演進為(wèi)代表的，僅僅是運營商(shāng)網絡升級的備選方案；此融合路線(xiàn)有(yǒu)望在5G階段迎來新(xīn)的解決方案。
　　LAA和LWA發展路徑取決于運營商(shāng)的網絡部署策略。當運營商(shāng)許可(kě)頻段頻率資源緊張，流量壓力較大的時候，将考慮采用(yòng)免許可(kě)頻段技(jì )術。如果業務(wù)需求大，快速部署利用(yòng)免許可(kě)頻段資源，适合采用(yòng)LAA技(jì )術；如果為(wèi)了保護WiFi投資，且WiFi可(kě)以升級，适合采用(yòng)LWA技(jì )術。
　　雖然3GPP在R13和R14中(zhōng)都進行了LAA和LWA的标準化研究，但是對于運營商(shāng)來說，這兩種技(jì )術都隻能(néng)算作(zuò)是4.5G的備選技(jì )術，在網絡部署中(zhōng)作(zuò)為(wèi)與授權頻段LTE網絡協同組網的補充技(jì )術。并且随着5G新(xīn)空口（NR）和全頻譜接入技(jì )術的研究和應用(yòng)，在5G時代來臨的時候，運營商(shāng)優先使用(yòng)許可(kě)頻段的策略給基于LTE的免許可(kě)頻段技(jì )術（LAA和LWA）的應用(yòng)帶來了較大的不确定性。
　　 ——非3GPP标準融合路線(xiàn)：LTE-U和MulteFire面臨更大挑戰，LTE-U可(kě)能(néng)隻在局部地區(qū)商(shāng)用(yòng)，而MulteFire有(yǒu)可(kě)能(néng)演進為(wèi)WiFi技(jì )術的直接競争者，并推動互聯網企業更深入地介入無線(xiàn)産(chǎn)業的發展。
　　目前來看，MulteFire發展将面臨全方位的挑戰。從産(chǎn)業界的态度來看，運營商(shāng)和WiFi陣營都反對。從技(jì )術發展來看，MulteFire技(jì )術較WiFi複雜，需要在後續演進中(zhōng)能(néng)夠實現更低的成本和更好的性能(néng)。
　　由于MulteFire采用(yòng)直接部署在免許可(kě)頻段上的模式，相當于基于LTE技(jì )術的AP，其面臨和WiFi AP（基于802.11ac/ax）的直接競争。如果發展成為(wèi)類似新(xīn)型商(shāng)業WiFi的模式，将使互聯網企業有(yǒu)機會進一步介入無線(xiàn)産(chǎn)業。