Licencovaný asistovaný přístup (LAA) v Release 13⁚ Harmonizace licencovaného a nelicencovaného spektra

Patrick Zandl · 27. červen 2024 Opravit 📃

Vývoj technologie 4G pokračuje po trajektorii konzumace dalších a dalších porcí rádiového spektra. Značnou potíží se v polovině druhé desetiletky ukázal být fakt, že všechny příhodné rádiové frekvence (rozuměj sub-6GHz) jsou již “obsazené” službami. A tak se objevila myšlenka umožnit soužití licencovaných a nelicencovaných frekvencí, tedy pustit sítě 4G do frekvencí dosud vyhražených pro WiFi. Jednou z klíčových technologií představených v 3GPP Release 13, finalizované v roce 2016, je Licencovaný asistovaný přístup (Licensed Assisted Access - LAA). LAA představuje průlomový přístup k využití spektra, který efektivně kombinuje licencované a nelicencované frekvenční pásma pro zvýšení kapacity a výkonu LTE sítí.

Princip fungování LAA

LAA lze chápat jako most mezi dvěma dosud oddělenými světy - světem licencovaného spektra, tradičně využívaného mobilními operátory, a světem nelicencovaného spektra, typicky obsazeného Wi-Fi a dalšími technologiemi. Konkrétně LAA umožňuje operátorům využívat 5 GHz nelicencované pásmo jako doplněk k jejich primárnímu licencovanému spektru.

Technicky LAA funguje na principu carrier aggregation (CA), technologie představené již v LTE-Advanced (Release 10). Zatímco CA původně umožňovala agregaci pouze licencovaných nosných, LAA rozšiřuje tento koncept o možnost agregace licencované primární buňky (PCell) s jednou nebo více sekundárními buňkami (SCells) operujícími v nelicencovaném pásmu.

Motivace pro využití LAA v LTE sítích

Klíčové aspekty LAA:

  1. Asymetrické využití spektra: Uplink zůstává typicky v licencovaném pásmu, zatímco downlink může využívat kombinaci licencovaného a nelicencovaného spektra.
  2. Listen-Before-Talk (LBT): LAA implementuje mechanismus LBT, podobný CSMA/CA v Wi-Fi, aby zajistil férové sdílení nelicencovaného spektra s ostatními technologiemi.
  3. Dynamic Frequency Selection (DFS): V některých regionech LAA musí implementovat DFS pro detekci a vyhýbání se radarovým systémům v 5 GHz pásmu.
  4. Carrier Selection: LAA zařízení dynamicky vybírají nejméně zatížené kanály v nelicencovaném pásmu pro optimální výkon.

Technické výzvy a řešení

Implementace LAA přináší několik technických výzev:

  1. Koexistence s Wi-Fi: LAA musí zajistit, že jeho provoz nebude nepřiměřeně interferovat s existujícími Wi-Fi sítěmi. To je řešeno pomocí LBT algoritmů a adaptivního řízení výkonu.
  2. Handover a mobility: Přechod mezi licencovaným a nelicencovaným spektrem musí být pro uživatele bezešvý. LAA využívá pokročilé techniky řízení mobility známé z CA.
  3. QoS management: Vzhledem k potenciálně nestabilní povaze nelicencovaného spektra musí LAA implementovat robustní mechanismy pro zajištění kvality služeb. Je zřetelné, že hlavním rizikem může být schopnost LAA koexistovat vedle sítí WiFi v pásmu 5 GHz. I proto bylo zvoleno především toto pásmo, které se u bezlicencovaných technologií nepoužívá pro dálkové spoje, aby se minimalizovalo riziko, že provozovatelé nelicencovaných sítí se budou bouřit.

Implementace a budoucnost LAA

LAA představuje významný krok vpřed v evoluci mobilních sítí. Tato technologie efektivně rozmazává hranice mezi licencovaným a nelicencovaným spektrem, otevírající cestu k efektivnějšímu využití dostupných frekvenčních zdrojů. S rostoucí poptávkou po mobilních datech a omezenou dostupností licencovaného spektra se LAA jevila jako zajímavá technologie pro budoucí generace mobilních sítí, připravující půdu pro ještě sofistikovanější využití spektra v 5G a beyond 5G systémech.

Na rozdíl od LTE-U (LTE v nelicencovaném pásmu), které bylo proprietárním řešením primárně pro USA a Koreu, LAA je globálně standardizovaná technologie. Ve srovnání s Wi-Fi offloadingem, který zcela přepíná provoz do Wi-Fi sítě, LAA nabízí těsnější integraci a lepší kontrolu nad kvalitou služeb. Z toho důvodu se také LAA nejvíce využilo v USA, kde jej v roce 2017 začalo implementovat jak AT&T, tak T-Mobile i Verizon v některých městech za účelem zvýšení kapacity sítě. Ve stejném čase LAA rozjeli jihokorejští operátoři ve vyhražených oblastech, malé testy se dělaly i v Evropě (DT a Vodafone), do technologie naskočil i australská Telstra a Čína.

Mnozí operátoři vnímali LAA jako mezikrok k 5G, který jim pomohl získat zkušenosti s využíváním nelicencovaného spektra. S nástupem 5G se pozornost přesouvá k pokročilejším technologiím, jako je NR-U (New Radio-Unlicensed). Nicméně, LAA stále hraje důležitou roli v mnoha sítích, zejména tam, kde plné nasazení 5G ještě není realizováno. V Česku implementováno do běžného provozu, co vím, nebylo.

🗼 Pokračujte dále na Seriál Mobilní sítě

Chcete tyto články emailem?

Twitter, Facebook