3G到4G：跟移動(dòng)基礎(chǔ)設(shè)施說再見

移動(dòng)接入互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代已經(jīng)到來，其將在整體全新要求趨勢下快速改變移動(dòng)運(yùn)營商的業(yè)務(wù)及基礎(chǔ)設(shè)施需求。我們需要 4G LTE 來滿足無線有效負(fù)載需求的快速增長，避免通話中斷、下載失敗以及視頻中斷等問題。

那么，運(yùn)營商怎么才能為這些多樣化新型無線數(shù)據(jù)包提供可靠服務(wù)以滿足用戶需求并實(shí)現(xiàn)贏利呢？當(dāng)然是轉(zhuǎn)型。無線技術(shù)到了必須進(jìn)行無線寬帶轉(zhuǎn)型的時(shí)候了。今后幾年隨著技術(shù)轉(zhuǎn)型的完成，所有移動(dòng)運(yùn)營商的同構(gòu)宏基站與小型基站拓?fù)鋵⒆優(yōu)楦⌒头涓C基站的強(qiáng)大異構(gòu)組合。

基站不但將包括戶外遠(yuǎn)程無線電頭端蜂窩、微微蜂窩（pico cell）以及城市蜂窩(metro cell)，而且也包括室內(nèi)企業(yè)級(jí)蜂窩與家庭蜂窩等。此外，運(yùn)營商的回程拓?fù)渫瑯右矊⑹钱悩?gòu)，有的地方會(huì)繼續(xù)使用并擴(kuò)展其自己的專用互聯(lián)網(wǎng)回程連接，其它地方將在另一個(gè)有線運(yùn)營商現(xiàn)有的互聯(lián)網(wǎng)回程連接上進(jìn)行搭載。

這種基站與回程拓?fù)涞淖钚陆M合不但必需幫助移動(dòng)運(yùn)營商使用最稀缺的資源與頻帶，通過其實(shí)現(xiàn)贏利，同時(shí)還要隨時(shí)隨地可靠而低成本地提供語音、數(shù)據(jù)與娛樂服務(wù)。在該組合中添加小蜂窩（small cell）可為運(yùn)營商業(yè)務(wù)帶來更好的解決方案，填補(bǔ)不可避免的覆蓋范圍空隙，增加新的蜂窩覆蓋區(qū)域，并與有線互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)供應(yīng)商 (ISP) 運(yùn)營商更好地合作，將更高比例的 4G 網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包有效負(fù)載回傳給互聯(lián)網(wǎng)。

不斷提升的數(shù)據(jù)速率

2010 年，視頻與多媒體超越語音成為移動(dòng)手機(jī)用戶的殺手級(jí)應(yīng)用。智能手機(jī)用戶約占運(yùn)營商客戶群的 13%，但他們使用運(yùn)營商帶寬的比例卻高達(dá) 33%?，F(xiàn)在，隨著網(wǎng)絡(luò)中 iPad 及其它移動(dòng)平板電腦的出現(xiàn)，運(yùn)營商必須加速無線數(shù)據(jù)帶寬，滿足所有用戶的當(dāng)前需求。

這些設(shè)備的殺手級(jí)應(yīng)用是娛樂、視頻與流媒體，因?yàn)樗鼈冃枰嗟臒o線帶寬。說到底，給定移動(dòng)蜂窩覆蓋面積的數(shù)據(jù)傳輸速率是固定的，一個(gè)蜂窩中所有工作用戶必須共享該蜂窩的傳輸帶寬。

那么，運(yùn)營商怎么才能為每個(gè)用戶提供更大的數(shù)據(jù)帶寬呢？首先，運(yùn)營商可為每個(gè)用戶提供較大組塊的數(shù)據(jù)帶寬來減少每個(gè)蜂窩提供服務(wù)的用戶數(shù)量。這樣就可為每個(gè)用戶提供更大份額的蜂窩數(shù)據(jù)包帶寬。

許多運(yùn)營商在其每個(gè)宏蜂窩中將 4G/LTE 與 3G 相結(jié)合，計(jì)劃將宏蜂窩（macro cell）當(dāng)前 16 到 48公里的名義半徑縮短到 8 至 24 公里，縮短一半，從而為每個(gè)用戶提供更多的數(shù)據(jù)。單就這一改變而言，就會(huì)在現(xiàn)有宏蜂窩之間大幅增加覆蓋信號(hào)空隙或盲區(qū)。這顯然不會(huì)讓用戶滿意，所以運(yùn)營商必須想辦法最大程度地覆蓋這些空隙。相對于宏基站和小型基站而言，更小的蜂窩更適用，也更節(jié)省成本。

小蜂窩發(fā)揮大作用

small cell安裝采用多種不同形式，包括小型戶外蜂窩安裝（如遠(yuǎn)程無線電頭端群集、pico cell以及metro cell等）和室內(nèi)small cell安裝（如企業(yè)和家庭毫微微蜂窩femto cell）。small cell安裝有以下共同特點(diǎn)：

• 蜂窩覆蓋區(qū)域半徑比宏基站及小型基站要小很多（更適合覆蓋小面積信號(hào)空
隙）；

• 外形大幅縮小，便于隱藏；

• 與宏基站及小型基站相比，每次安裝的安裝和運(yùn)作成本大幅降低。

不過，它們也會(huì)造成出現(xiàn)更多相鄰蜂窩干擾的潛在問題，因此運(yùn)營商要設(shè)法了解這些更小蜂窩邊緣位置的用戶使用體驗(yàn)，并掌握最大限度地減少這種干擾的方法。

遠(yuǎn)程無線電頭端群集、pico,以及戶外metro cell安裝的覆蓋范圍較大，其支持的用戶比較小覆蓋范圍的企業(yè)及家庭室內(nèi)蜂窩要多。此外，運(yùn)營商還要為戶外安裝支付設(shè)施實(shí)用成本，盡管這比宏基站與小型基站要低。室內(nèi)femto cell的設(shè)施實(shí)用成本則將由企業(yè)業(yè)主或房主支付，而不是運(yùn)營商。

確保服務(wù)質(zhì)量

不同數(shù)據(jù)包按不同方式處理。宏蜂窩與小蜂窩都需要數(shù)據(jù)包檢查。蜂窩基站應(yīng)能區(qū)別語音、數(shù)據(jù)、多媒體以及視頻流等不同數(shù)據(jù)包，從而適當(dāng)設(shè)定優(yōu)先級(jí)并進(jìn)行路由。

這種混合數(shù)據(jù)包有效負(fù)載從small cell到互聯(lián)網(wǎng)的回程與宏基站及小型基站向互聯(lián)網(wǎng)的回程路徑不同。宏基站與小型基站傳統(tǒng)上采用運(yùn)營商自己的專網(wǎng)回程連接，但大多數(shù)小型蜂窩會(huì)在現(xiàn)有第三方有線寬帶連接上搭載其回程流量。

這里的第三方可能是家庭femto cell、企業(yè)femto cell、metro cell以及pico cell中業(yè)主使用的 ISP。不同安裝情況下 ISP 為運(yùn)營商回程負(fù)載提供的數(shù)據(jù)傳輸帶寬差異會(huì)很大。為了確保不同安裝情況的最低服務(wù)質(zhì)量，運(yùn)營商需要同 ISP 明確最低帶寬用量，通?？赏ㄟ^部分移動(dòng)運(yùn)營商收入份額的方式達(dá)成協(xié)議。不過這么做可能會(huì)很麻煩，因?yàn)橐苿?dòng)運(yùn)營商和有線 ISP 此前很少合作。

真正到了該跟老爸的基礎(chǔ)設(shè)施說拜拜的時(shí)候了

通過從 3G 向 4G 發(fā)展，運(yùn)營商將對其基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行變革，從語音及數(shù)據(jù)類交付拓?fù)浒l(fā)展成多媒體及娛樂交付拓?fù)?，新拓?fù)溽槍Ω鞣N不同用戶及使用情境進(jìn)行了優(yōu)化。利用small cell覆蓋現(xiàn)有宏蜂窩拓?fù)涞男盘?hào)盲區(qū)，運(yùn)營商和用戶將通過更好的無線電頻譜效率及頻譜再利用獲得更高的數(shù)據(jù)速率。老爸現(xiàn)在也會(huì)為此而自豪的！

Kyle Harper 現(xiàn)任德州儀器無線基站基礎(chǔ)設(shè)施業(yè)務(wù)部市場營銷總監(jiān)。他在無線、網(wǎng)絡(luò)、高性能微處理器以及嵌入式軟件行業(yè)擁有超過 27 年的豐富經(jīng)驗(yàn)，在加入 TI 之前曾任 Timesys Corporation 業(yè)務(wù)開發(fā)總監(jiān)、Advanced Micro Circuits Corporate 戰(zhàn)略市場營銷經(jīng)理以及多種不同管理職務(wù)。他撰寫了大量的技術(shù)及業(yè)務(wù)研討會(huì)論文并出版了眾多文章。

Harper 先后畢業(yè)于德克薩斯 AM 大學(xué) (Texas AM University) 與德克薩斯大學(xué)奧斯汀分校 (University of Texas at Austin)，分別獲計(jì)算機(jī)科學(xué)理學(xué)學(xué)士學(xué)位與 MBA 學(xué)位。