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运营商参与4G程度加大 真正挑战源于终端
 
慧聪网   2006年3月27日11时25分   信息来源:通讯世界    

  有人认为现在谈4G为时尚早,因为3G还未完全成熟。然而,已经有人开始行动了,随着时间的推进,人们对于4G的理解也越来越清晰。

  3G才刚刚走出实验室的大门、开始正式商用,并且还处于不断演进的阶段,移动通信产业却已经开始筹划4G了。虽然4G还仅仅是以演讲中的话题身份出现,但是其细节却显得更加复杂。这就是为什么业界认为2008年之前不会出台一个有关4G的标准、2010年以前4G也不可能来到我们身边的原因。

  去年的这个时候,NTT DoCoMo和其它26家公司坐在一起,认真地商讨WCDMA下一步的演进计划。当然了,那时候人们已经清楚地知道,WCDMA的下一步是HSDPA。除此之外,也形成了其它一些模糊的概念——与“4G”相关的概念。 

  他们将其称为“超3G”。现在3GPP已经将“超3G”作为正式的官方名称——UTRAN LTE。无论如何称呼,超3G也好,4G也好,不可否认,过去的一年里,这个话题被越来越多地谈及,并且不仅仅局限于WCDMA,在CDMA领域也是如此。事实上,这些年来,CDMA发展组织就一直强调EV-DO将朝着多信道、全IP的方向演进,这就是通常说的EV-DO Rev B或者是EV-DV。实际上,他们现在已经开展了更多的确确实实的行动。 

  事实上,LTE(对WCDMA和CDMA2000都适用)并不仅仅关心技术如何演进到4G,而是帮助整个移动通信产业朝这个方向演进,并且将4G带到人们的生活当中。 

  现在,至少电信和IT界都已经意识到4G与3G一点都不一样。3G是由设备厂商和监管机构的推动下发展,是在IMT-2000这个大帽子下,不同的产业发展自己的标准。而4G则要复杂得多,它包括许多技术,从广域移动通信网到宽带接入网再到个域网,并且能够让这些技术无缝融合。 

  因此,要弄清其中的细节十分复杂,并且其本身的技术演进也存在不确定性。一些人认为现在说4G还太早,但是另一些人却认为,正因为4G如此复杂,才应该让整个产业的相关人员早些开始准备才是。 

  技术在演进

  4G到底是什么?现在可能还无法得出一个完全准确的答案。但是,不可否认的是,随着设备商不停地向3GPP提交相关建议,LTE本身还处于不断演进当中。例如,HSDPA和HSUPA技术之后,将会加入OFDM或者是MIMO功能,北电已经将其称之为HSOPA。 

  北电认为,鉴于4G网络是一个全IP网络,那么它将是一个“扁平”的架构,这样才能使得多种接入技术的移动性最大化。诺基亚则建议它应该是一个简化了的网络架构,名为I-HSPA(Internet-HSPA),建议在Nobe B和网络之间建立直接连接。这些技术现在并未包含在3GPP Release 6和Release 7标准当中。 

  高通也提出了DMMX(DO Multicarrier Multilink eXtensions)和HMMX(HSDPA Multicarrier Multilink eXtensions)技术,高通宣称这两项技术不会对3GPP或者是3GPP2标准产生任何影响,EV-DO还是按照计划向Rev A和Rev B演进,WCDMA则是升级到HSDPA和HSUPA。事实上,高通是希望加入DMMX和HMMX这两项技术后,EV-DO和HSDPA的性能会比标准上规定的还要提高许多。例如,其一个主要的目标是达到多信道、多连接。就是使得在多个频带中的多个无线传输协议能同时进行。应用例子包括利用3G上行信道为手机电视提供交互式的业务;以及为HSDPA提供辅助的GPS功能等。 

  通俗地说,这项技术允许各种业务同时进行。就是达到一个多模、多频带的终端。它能允许同时在不同频带下使用两个或者更多的技术模式。例如在不中断语音通话和数据业务的同时,实时收看手机电视;或者是在不中断语音通信的前提下,玩多人在线游戏。高通宣称DMMX和HMMX的第一款产品将在今年的某个时候发布。 

  挑战是什么? 

  虽然,一些厂商在自己擅长的领域推动4G的技术演进,但是对于4G最基本的技术演进方向和4G所包含的技术,整个业界已不存在太大的争议。 

  一些4G技术将会在3G技术和频谱上得以实现,就像我们所看到的3GPP的演进一样。3G系统的平滑演进将会给4G网络提供一个可行的路径。例如,4G的无线接口应当与演进后的3G网络相融合。并且,4G的数据速率应当在100Mbps和1Gbps之间、IP核、OFDMA、MIMO、IP语音和视频、网状网(mesh)和无缝移动。并且,4G包含的不仅仅是一项技术,而是多种技术的融合,包括HSDPA、EV-DO、WiMAX/Wibro、Wi-Fi、UWB和DMB,这些技术组成的网络也应该能承载多种业务。 

  与此同时,我们还能大体地知道4G网络将会面临什么样的挑战:频谱资源、部署成本、能够与多种接入方式相匹配的终端、或者更为重要的是,所有的多媒体内容都将投入到这个网络环境当中。 

  当然了,频谱问题需要监管者解决,部署成本也会因为运营商的不同而有所差异。然而有一个问题是所有运营商都无法避免的,那就是,为了达到4G网络所需要达到的速率要求,现在的移动运营商必须部署更多的基站。有人粗略地计算过,为达到10倍于3G的速率,4G至少需要3倍于现有基站的数量。

  真正的挑战源于终端

  然而,真正的挑战来自于终端。要解决终端问题必须首先从芯片层面考虑。未来的终端需要达到什么样的要求呢:重新配置的前端电路、可调的过滤器、能够处理多协议的整合的基带处理器和DSP、一个独立的应用处理器以便于针对特定市场的用户定制、多个可配置的天线架构、非常大的存储器、创新性的用户界面,比如虚拟的显示器、虚拟的键盘、以及智能语音识别等,这些还不是全部。而在所有这些问题中最为关键的是电池问题。 

  由于4G都是一些高速和比较复杂的应用,因此毫无疑问对手机的处理能力要求更高,对电池的消耗也将更快。未来有很多手机的应用都会类似于电脑上的应用,那么必须考虑如何也能在手机当中创造出与电脑类似的环境。 

  然而,要想在短期内大幅度提高手机电池的性能不太可能,电池的发展并不遵循摩尔定律,因此必须考虑加大电池的存储容量。但是另一方面,为了与手机的发展相一致,电池还应变得越来越小。这也需要时间。 

  为此,一些芯片厂商都不约而同地开发出更加简单的、整合的、具有更大处理能力的、消耗小的芯片架构。高通、英特尔、TI、飞利浦、STM和飞思卡尔都在致力于微处理器的开发,将处理器制程从90纳米下降到65纳米。而像RF Micro Devices这样的公司则集中在手机的前端,以开发低成本、高容量的单芯片解决方案。手机前端模块需要在不同的频率和天线间切换,在不同的频带内都能接收和发射信号,因此必须在这么小的地方内加入更多的功能。 

  也有人认为应当将OFDM技术与并行处理技术一起使用以节约电池的消耗。OFDM技术可以将数据信号分到不同频段中,独立地进行处理。这样提高了处理效率,如果能在硬件上实现和提高,那么将最小化能量的消耗。但是这些还需假以时日。 

  如何整合多种技术? 

  即使是处理速度和能量的消耗问题得到圆满的解决,如何将多种接入整合到手机中也是一个实实在在的挑战。许多人认为这是一个设计上的挑战,包括无线电设计和脚本的设计。此外,由于不同接入技术的处理标准不一样,也加大了阻碍。 

  现在的情况是,GSM标准已经十分稳定和成熟,WCDMA还有一点不太稳定,WLAN还处于向前发展的阶段,蓝牙、ZigBee和UWB的成熟程度也都各不相同。因为,任何一个运营商都不可能去采用一项还未完全成熟的技术,因此,只有等到所有相关的技术都成熟并且稳定了,其整合才能成为现实。除此之外,还要考虑一些其它的因素,比如监管。 

  可以看到,一些4G的前期推动工作都是各自独立的,很多推动都是出于监管和频谱分配计划的考虑,这就容易使得互联互通变得更困难。在一个国家或地区实现互联互通比较容易,但是在不同的国家之间实现就比较困难。因此很多厂商认为,4G并不是他们急于看到的,至少是在标准化层面上。很多人认为,2010年以前4G不会有实质性的进展,最早的4G标准可能要在2010~2012年才能出现。 

  运营商的参与程度加大

  一些分析师和业内人士说,在3G的演进还未完全结束之前,现在说4G还太早。不久前GSMA发布了一份去年WCDMA采用情况的报告指出,截至2005年底,已经有超过百家的运营商采用了这一技术。然而,全球大约有670家左右的移动运营商,这样看来只有15%的移动运营商采用了这一技术,也就意味着3G依然还有很长的一段路要走。 

  但是从另一角度看,出于未雨绸缪的目的,像Wi-Fi、WiMAX、ZigBee以及其它一些技术为了在未来的4G市场占有一席之地,尽早做准备也是人之常情。 

  有趣的是,现在也有一些运营商开始改变,他们跳过设备商直接和芯片厂商沟通,告知他们自己的要求。这样看来,在3G向4G的演进过程中,运营商也希望能有自己的声音,希望能够按照自己的要求和最终用户的要求定制他们所需要的东西。因此,这样也会增加未来4G的复杂度。 
 
作者:阿呆 
 
 
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