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運營商參與4G程度加大 真正挑戰(zhàn)源于終端
訊石光通訊網(wǎng) 發(fā)布時間:2006/3/28 10:11:25 編者:ICCSZ
摘要：
有人認為現(xiàn)在談4G為時尚早，因為3G還未完全成熟。然而，已經(jīng)有人開始行動了，隨著時間的推進，人們對于4G的理解也越來越清晰。 3G才剛剛走出實驗室的大門、開始正式商用，并且還處
有人認為現(xiàn)在談4G為時尚早，因為3G還未完全成熟。然而，已經(jīng)有人開始行動了，隨著時間的推進，人們對于4G的理解也越來越清晰。
3G才剛剛走出實驗室的大門、開始正式商用，并且還處于不斷演進的階段，移動通信產(chǎn)業(yè)卻已經(jīng)開始籌劃4G了。雖然4G還僅僅是以演講中的話題身份出現(xiàn)，但是其細節(jié)卻顯得更加復雜。這就是為什么業(yè)界認為2008年之前不會出臺一個有關(guān)4G的標準、2010年以前4G也不可能來到我們身邊的原因。
去年的這個時候，NTT DoCoMo和其它26家公司坐在一起，認真地商討WCDMA下一步的演進計劃。當然了，那時候人們已經(jīng)清楚地知道，WCDMA的下一步是HSDPA。除此之外，也形成了其它一些模糊的概念——與“4G”相關(guān)的概念。
他們將其稱為“超3G”?，F(xiàn)在3GPP已經(jīng)將“超3G”作為正式的官方名稱——UTRAN LTE。無論如何稱呼，超3G也好，4G也好，不可否認，過去的一年里，這個話題被越來越多地談及，并且不僅僅局限于WCDMA，在CDMA領(lǐng)域也是如此。事實上，這些年來，CDMA發(fā)展組織就一直強調(diào)EV-DO將朝著多信道、全IP的方向演進，這就是通常說的EV-DO Rev B或者是EV-DV。實際上，他們現(xiàn)在已經(jīng)開展了更多的確確實實的行動。
事實上，LTE(對WCDMA和CDMA2000都適用)并不僅僅關(guān)心技術(shù)如何演進到4G，而是幫助整個移動通信產(chǎn)業(yè)朝這個方向演進，并且將4G帶到人們的生活當中。
現(xiàn)在，至少電信和IT界都已經(jīng)意識到4G與3G一點都不一樣。3G是由設備廠商和監(jiān)管機構(gòu)的推動下發(fā)展，是在IMT-2000這個大帽子下，不同的產(chǎn)業(yè)發(fā)展自己的標準。而4G則要復雜得多，它包括許多技術(shù)，從廣域移動通信網(wǎng)到寬帶接入網(wǎng)再到個域網(wǎng)，并且能夠讓這些技術(shù)無縫融合。
因此，要弄清其中的細節(jié)十分復雜，并且其本身的技術(shù)演進也存在不確定性。一些人認為現(xiàn)在說4G還太早，但是另一些人卻認為，正因為4G如此復雜，才應該讓整個產(chǎn)業(yè)的相關(guān)人員早些開始準備才是。
技術(shù)在演進
4G到底是什么？現(xiàn)在可能還無法得出一個完全準確的答案。但是，不可否認的是，隨著設備商不停地向3GPP提交相關(guān)建議，LTE本身還處于不斷演進當中。例如，HSDPA和HSUPA技術(shù)之后，將會加入OFDM或者是MIMO功能，北電已經(jīng)將其稱之為HSOPA。
北電認為，鑒于4G網(wǎng)絡是一個全IP網(wǎng)絡，那么它將是一個“扁平”的架構(gòu)，這樣才能使得多種接入技術(shù)的移動性最大化。諾基亞則建議它應該是一個簡化了的網(wǎng)絡架構(gòu)，名為I-HSPA(Internet-HSPA)，建議在Nobe B和網(wǎng)絡之間建立直接連接。這些技術(shù)現(xiàn)在并未包含在3GPP Release 6和Release 7標準當中。
高通也提出了DMMX(DO Multicarrier Multilink eXtensions)和HMMX(HSDPA Multicarrier Multilink eXtensions)技術(shù)，高通宣稱這兩項技術(shù)不會對3GPP或者是3GPP2標準產(chǎn)生任何影響，EV-DO還是按照計劃向Rev A和Rev B演進，WCDMA則是升級到HSDPA和HSUPA。事實上，高通是希望加入DMMX和HMMX這兩項技術(shù)后，EV-DO和HSDPA的性能會比標準上規(guī)定的還要提高許多。例如，其一個主要的目標是達到多信道、多連接。就是使得在多個頻帶中的多個無線傳輸協(xié)議能同時進行。應用例子包括利用3G上行信道為手機電視提供交互式的業(yè)務；以及為HSDPA提供輔助的GPS功能等。
通俗地說，這項技術(shù)允許各種業(yè)務同時進行。就是達到一個多模、多頻帶的終端。它能允許同時在不同頻帶下使用兩個或者更多的技術(shù)模式。例如在不中斷語音通話和數(shù)據(jù)業(yè)務的同時，實時收看手機電視；或者是在不中斷語音通信的前提下，玩多人在線游戲。高通宣稱DMMX和HMMX的第一款產(chǎn)品將在今年的某個時候發(fā)布。
3G才剛剛走出實驗室的大門、開始正式商用，并且還處于不斷演進的階段，移動通信產(chǎn)業(yè)卻已經(jīng)開始籌劃4G了。雖然4G還僅僅是以演講中的話題身份出現(xiàn)，但是其細節(jié)卻顯得更加復雜。這就是為什么業(yè)界認為2008年之前不會出臺一個有關(guān)4G的標準、2010年以前4G也不可能來到我們身邊的原因。
去年的這個時候，NTT DoCoMo和其它26家公司坐在一起，認真地商討WCDMA下一步的演進計劃。當然了，那時候人們已經(jīng)清楚地知道，WCDMA的下一步是HSDPA。除此之外，也形成了其它一些模糊的概念——與“4G”相關(guān)的概念。
他們將其稱為“超3G”?，F(xiàn)在3GPP已經(jīng)將“超3G”作為正式的官方名稱——UTRAN LTE。無論如何稱呼，超3G也好，4G也好，不可否認，過去的一年里，這個話題被越來越多地談及，并且不僅僅局限于WCDMA，在CDMA領(lǐng)域也是如此。事實上，這些年來，CDMA發(fā)展組織就一直強調(diào)EV-DO將朝著多信道、全IP的方向演進，這就是通常說的EV-DO Rev B或者是EV-DV。實際上，他們現(xiàn)在已經(jīng)開展了更多的確確實實的行動。
事實上，LTE(對WCDMA和CDMA2000都適用)并不僅僅關(guān)心技術(shù)如何演進到4G，而是幫助整個移動通信產(chǎn)業(yè)朝這個方向演進，并且將4G帶到人們的生活當中。
現(xiàn)在，至少電信和IT界都已經(jīng)意識到4G與3G一點都不一樣。3G是由設備廠商和監(jiān)管機構(gòu)的推動下發(fā)展，是在IMT-2000這個大帽子下，不同的產(chǎn)業(yè)發(fā)展自己的標準。而4G則要復雜得多，它包括許多技術(shù)，從廣域移動通信網(wǎng)到寬帶接入網(wǎng)再到個域網(wǎng)，并且能夠讓這些技術(shù)無縫融合。
因此，要弄清其中的細節(jié)十分復雜，并且其本身的技術(shù)演進也存在不確定性。一些人認為現(xiàn)在說4G還太早，但是另一些人卻認為，正因為4G如此復雜，才應該讓整個產(chǎn)業(yè)的相關(guān)人員早些開始準備才是。
技術(shù)在演進
4G到底是什么？現(xiàn)在可能還無法得出一個完全準確的答案。但是，不可否認的是，隨著設備商不停地向3GPP提交相關(guān)建議，LTE本身還處于不斷演進當中。例如，HSDPA和HSUPA技術(shù)之后，將會加入OFDM或者是MIMO功能，北電已經(jīng)將其稱之為HSOPA。
北電認為，鑒于4G網(wǎng)絡是一個全IP網(wǎng)絡，那么它將是一個“扁平”的架構(gòu)，這樣才能使得多種接入技術(shù)的移動性最大化。諾基亞則建議它應該是一個簡化了的網(wǎng)絡架構(gòu)，名為I-HSPA(Internet-HSPA)，建議在Nobe B和網(wǎng)絡之間建立直接連接。這些技術(shù)現(xiàn)在并未包含在3GPP Release 6和Release 7標準當中。
高通也提出了DMMX(DO Multicarrier Multilink eXtensions)和HMMX(HSDPA Multicarrier Multilink eXtensions)技術(shù)，高通宣稱這兩項技術(shù)不會對3GPP或者是3GPP2標準產(chǎn)生任何影響，EV-DO還是按照計劃向Rev A和Rev B演進，WCDMA則是升級到HSDPA和HSUPA。事實上，高通是希望加入DMMX和HMMX這兩項技術(shù)后，EV-DO和HSDPA的性能會比標準上規(guī)定的還要提高許多。例如，其一個主要的目標是達到多信道、多連接。就是使得在多個頻帶中的多個無線傳輸協(xié)議能同時進行。應用例子包括利用3G上行信道為手機電視提供交互式的業(yè)務；以及為HSDPA提供輔助的GPS功能等。
通俗地說，這項技術(shù)允許各種業(yè)務同時進行。就是達到一個多模、多頻帶的終端。它能允許同時在不同頻帶下使用兩個或者更多的技術(shù)模式。例如在不中斷語音通話和數(shù)據(jù)業(yè)務的同時，實時收看手機電視；或者是在不中斷語音通信的前提下，玩多人在線游戲。高通宣稱DMMX和HMMX的第一款產(chǎn)品將在今年的某個時候發(fā)布。
挑戰(zhàn)是什么？
雖然，一些廠商在自己擅長的領(lǐng)域推動4G的技術(shù)演進，但是對于4G最基本的技術(shù)演進方向和4G所包含的技術(shù)，整個業(yè)界已不存在太大的爭議。
一些4G技術(shù)將會在3G技術(shù)和頻譜上得以實現(xiàn)，就像我們所看到的3GPP的演進一樣。3G系統(tǒng)的平滑演進將會給4G網(wǎng)絡提供一個可行的路徑。例如，4G的無線接口應當與演進后的3G網(wǎng)絡相融合。并且，4G的數(shù)據(jù)速率應當在100Mbps和1Gbps之間、IP核、OFDMA、MIMO、IP語音和視頻、網(wǎng)狀網(wǎng)(mesh)和無縫移動。并且，4G包含的不僅僅是一項技術(shù)，而是多種技術(shù)的融合，包括HSDPA、EV-DO、WiMAX/Wibro、Wi-Fi、UWB和DMB，這些技術(shù)組成的網(wǎng)絡也應該能承載多種業(yè)務。
與此同時，我們還能大體地知道4G網(wǎng)絡將會面臨什么樣的挑戰(zhàn)：頻譜資源、部署成本、能夠與多種接入方式相匹配的終端、或者更為重要的是，所有的多媒體內(nèi)容都將投入到這個網(wǎng)絡環(huán)境當中。
當然了，頻譜問題需要監(jiān)管者解決，部署成本也會因為運營商的不同而有所差異。然而有一個問題是所有運營商都無法避免的，那就是，為了達到4G網(wǎng)絡所需要達到的速率要求，現(xiàn)在的移動運營商必須部署更多的基站。有人粗略地計算過，為達到10倍于3G的速率，4G至少需要3倍于現(xiàn)有基站的數(shù)量。
真正的挑戰(zhàn)源于終端
然而，真正的挑戰(zhàn)來自于終端。要解決終端問題必須首先從芯片層面考慮。未來的終端需要達到什么樣的要求呢：重新配置的前端電路、可調(diào)的過濾器、能夠處理多協(xié)議的整合的基帶處理器和DSP、一個獨立的應用處理器以便于針對特定市場的用戶定制、多個可配置的天線架構(gòu)、非常大的存儲器、創(chuàng)新性的用戶界面，比如虛擬的顯示器、虛擬的鍵盤、以及智能語音識別等，這些還不是全部。而在所有這些問題中最為關(guān)鍵的是電池問題。
由于4G都是一些高速和比較復雜的應用，因此毫無疑問對手機的處理能力要求更高，對電池的消耗也將更快。未來有很多手機的應用都會類似于電腦上的應用，那么必須考慮如何也能在手機當中創(chuàng)造出與電腦類似的環(huán)境。
然而，要想在短期內(nèi)大幅度提高手機電池的性能不太可能，電池的發(fā)展并不遵循摩爾定律，因此必須考慮加大電池的存儲容量。但是另一方面，為了與手機的發(fā)展相一致，電池還應變得越來越小。這也需要時間。
為此，一些芯片廠商都不約而同地開發(fā)出更加簡單的、整合的、具有更大處理能力的、消耗小的芯片架構(gòu)。高通、英特爾、TI、飛利浦、STM和飛思卡爾都在致力于微處理器的開發(fā)，將處理器制程從90納米下降到65納米。而像RF Micro Devices這樣的公司則集中在手機的前端，以開發(fā)低成本、高容量的單芯片解決方案。手機前端模塊需要在不同的頻率和天線間切換，在不同的頻帶內(nèi)都能接收和發(fā)射信號，因此必須在這么小的地方內(nèi)加入更多的功能。
也有人認為應當將OFDM技術(shù)與并行處理技術(shù)一起使用以節(jié)約電池的消耗。OFDM技術(shù)可以將數(shù)據(jù)信號分到不同頻段中，獨立地進行處理。這樣提高了處理效率，如果能在硬件上實現(xiàn)和提高，那么將最小化能量的消耗。但是這些還需假以時日。
如何整合多種技術(shù)？
即使是處理速度和能量的消耗問題得到圓滿的解決，如何將多種接入整合到手機中也是一個實實在在的挑戰(zhàn)。許多人認為這是一個設計上的挑戰(zhàn)，包括無線電設計和腳本的設計。此外，由于不同接入技術(shù)的處理標準不一樣，也加大了阻礙。
現(xiàn)在的情況是，GSM標準已經(jīng)十分穩(wěn)定和成熟，WCDMA還有一點不太穩(wěn)定，WLAN還處于向前發(fā)展的階段，藍牙、ZigBee和UWB的成熟程度也都各不相同。因為，任何一個運營商都不可能去采用一項還未完全成熟的技術(shù)，因此，只有等到所有相關(guān)的技術(shù)都成熟并且穩(wěn)定了，其整合才能成為現(xiàn)實。除此之外，還要考慮一些其它的因素，比如監(jiān)管。
可以看到，一些4G的前期推動工作都是各自獨立的，很多推動都是出于監(jiān)管和頻譜分配計劃的考慮，這就容易使得互聯(lián)互通變得更困難。在一個國家或地區(qū)實現(xiàn)互聯(lián)互通比較容易，但是在不同的國家之間實現(xiàn)就比較困難。因此很多廠商認為，4G并不是他們急于看到的，至少是在標準化層面上。很多人認為，2010年以前4G不會有實質(zhì)性的進展，最早的4G標準可能要在2010～2012年才能出現(xiàn)。
運營商的參與程度加大
一些分析師和業(yè)內(nèi)人士說，在3G的演進還未完全結(jié)束之前，現(xiàn)在說4G還太早。不久前GSMA發(fā)布了一份去年WCDMA采用情況的報告指出，截至2005年底，已經(jīng)有超過百家的運營商采用了這一技術(shù)。然而，全球大約有670家左右的移動運營商，這樣看來只有15%的移動運營商采用了這一技術(shù)，也就意味著3G依然還有很長的一段路要走。
但是從另一角度看，出于未雨綢繆的目的，像Wi-Fi、WiMAX、ZigBee以及其它一些技術(shù)為了在未來的4G市場占有一席之地，盡早做準備也是人之常情。
有趣的是，現(xiàn)在也有一些運營商開始改變，他們跳過設備商直接和芯片廠商溝通，告知他們自己的要求。這樣看來，在3G向4G的演進過程中，運營商也希望能有自己的聲音，希望能夠按照自己的要求和最終用戶的要求定制他們所需要的東西。因此，這樣也會增加未來4G的復雜度。
雖然，一些廠商在自己擅長的領(lǐng)域推動4G的技術(shù)演進，但是對于4G最基本的技術(shù)演進方向和4G所包含的技術(shù)，整個業(yè)界已不存在太大的爭議。
一些4G技術(shù)將會在3G技術(shù)和頻譜上得以實現(xiàn)，就像我們所看到的3GPP的演進一樣。3G系統(tǒng)的平滑演進將會給4G網(wǎng)絡提供一個可行的路徑。例如，4G的無線接口應當與演進后的3G網(wǎng)絡相融合。并且，4G的數(shù)據(jù)速率應當在100Mbps和1Gbps之間、IP核、OFDMA、MIMO、IP語音和視頻、網(wǎng)狀網(wǎng)(mesh)和無縫移動。并且，4G包含的不僅僅是一項技術(shù)，而是多種技術(shù)的融合，包括HSDPA、EV-DO、WiMAX/Wibro、Wi-Fi、UWB和DMB，這些技術(shù)組成的網(wǎng)絡也應該能承載多種業(yè)務。
與此同時，我們還能大體地知道4G網(wǎng)絡將會面臨什么樣的挑戰(zhàn)：頻譜資源、部署成本、能夠與多種接入方式相匹配的終端、或者更為重要的是，所有的多媒體內(nèi)容都將投入到這個網(wǎng)絡環(huán)境當中。
當然了，頻譜問題需要監(jiān)管者解決，部署成本也會因為運營商的不同而有所差異。然而有一個問題是所有運營商都無法避免的，那就是，為了達到4G網(wǎng)絡所需要達到的速率要求，現(xiàn)在的移動運營商必須部署更多的基站。有人粗略地計算過，為達到10倍于3G的速率，4G至少需要3倍于現(xiàn)有基站的數(shù)量。
真正的挑戰(zhàn)源于終端
然而，真正的挑戰(zhàn)來自于終端。要解決終端問題必須首先從芯片層面考慮。未來的終端需要達到什么樣的要求呢：重新配置的前端電路、可調(diào)的過濾器、能夠處理多協(xié)議的整合的基帶處理器和DSP、一個獨立的應用處理器以便于針對特定市場的用戶定制、多個可配置的天線架構(gòu)、非常大的存儲器、創(chuàng)新性的用戶界面，比如虛擬的顯示器、虛擬的鍵盤、以及智能語音識別等，這些還不是全部。而在所有這些問題中最為關(guān)鍵的是電池問題。
由于4G都是一些高速和比較復雜的應用，因此毫無疑問對手機的處理能力要求更高，對電池的消耗也將更快。未來有很多手機的應用都會類似于電腦上的應用，那么必須考慮如何也能在手機當中創(chuàng)造出與電腦類似的環(huán)境。
然而，要想在短期內(nèi)大幅度提高手機電池的性能不太可能，電池的發(fā)展并不遵循摩爾定律，因此必須考慮加大電池的存儲容量。但是另一方面，為了與手機的發(fā)展相一致，電池還應變得越來越小。這也需要時間。
為此，一些芯片廠商都不約而同地開發(fā)出更加簡單的、整合的、具有更大處理能力的、消耗小的芯片架構(gòu)。高通、英特爾、TI、飛利浦、STM和飛思卡爾都在致力于微處理器的開發(fā)，將處理器制程從90納米下降到65納米。而像RF Micro Devices這樣的公司則集中在手機的前端，以開發(fā)低成本、高容量的單芯片解決方案。手機前端模塊需要在不同的頻率和天線間切換，在不同的頻帶內(nèi)都能接收和發(fā)射信號，因此必須在這么小的地方內(nèi)加入更多的功能。
也有人認為應當將OFDM技術(shù)與并行處理技術(shù)一起使用以節(jié)約電池的消耗。OFDM技術(shù)可以將數(shù)據(jù)信號分到不同頻段中，獨立地進行處理。這樣提高了處理效率，如果能在硬件上實現(xiàn)和提高，那么將最小化能量的消耗。但是這些還需假以時日。
如何整合多種技術(shù)？
即使是處理速度和能量的消耗問題得到圓滿的解決，如何將多種接入整合到手機中也是一個實實在在的挑戰(zhàn)。許多人認為這是一個設計上的挑戰(zhàn)，包括無線電設計和腳本的設計。此外，由于不同接入技術(shù)的處理標準不一樣，也加大了阻礙。
現(xiàn)在的情況是，GSM標準已經(jīng)十分穩(wěn)定和成熟，WCDMA還有一點不太穩(wěn)定，WLAN還處于向前發(fā)展的階段，藍牙、ZigBee和UWB的成熟程度也都各不相同。因為，任何一個運營商都不可能去采用一項還未完全成熟的技術(shù)，因此，只有等到所有相關(guān)的技術(shù)都成熟并且穩(wěn)定了，其整合才能成為現(xiàn)實。除此之外，還要考慮一些其它的因素，比如監(jiān)管。
可以看到，一些4G的前期推動工作都是各自獨立的，很多推動都是出于監(jiān)管和頻譜分配計劃的考慮，這就容易使得互聯(lián)互通變得更困難。在一個國家或地區(qū)實現(xiàn)互聯(lián)互通比較容易，但是在不同的國家之間實現(xiàn)就比較困難。因此很多廠商認為，4G并不是他們急于看到的，至少是在標準化層面上。很多人認為，2010年以前4G不會有實質(zhì)性的進展，最早的4G標準可能要在2010～2012年才能出現(xiàn)。
運營商的參與程度加大
一些分析師和業(yè)內(nèi)人士說，在3G的演進還未完全結(jié)束之前，現(xiàn)在說4G還太早。不久前GSMA發(fā)布了一份去年WCDMA采用情況的報告指出，截至2005年底，已經(jīng)有超過百家的運營商采用了這一技術(shù)。然而，全球大約有670家左右的移動運營商，這樣看來只有15%的移動運營商采用了這一技術(shù)，也就意味著3G依然還有很長的一段路要走。
但是從另一角度看，出于未雨綢繆的目的，像Wi-Fi、WiMAX、ZigBee以及其它一些技術(shù)為了在未來的4G市場占有一席之地，盡早做準備也是人之常情。
有趣的是，現(xiàn)在也有一些運營商開始改變，他們跳過設備商直接和芯片廠商溝通，告知他們自己的要求。這樣看來，在3G向4G的演進過程中，運營商也希望能有自己的聲音，希望能夠按照自己的要求和最終用戶的要求定制他們所需要的東西。因此，這樣也會增加未來4G的復雜度。
來源：通訊世界
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