使用 TI KeyStone SoC 實(shí)現(xiàn)多標(biāo)準(zhǔn)無(wú)線基站

序言
自從無(wú)線技術(shù)誕生以來(lái)，這一市場(chǎng)領(lǐng)域就一直呈現(xiàn)迅猛發(fā)展的態(tài)勢(shì)。起初，業(yè)界將側(cè)重于語(yǔ)音業(yè)務(wù)的用戶(hù)增長(zhǎng)作為衡量市場(chǎng)增長(zhǎng)的尺度，如今則按數(shù)據(jù)速率和吞吐量的提高來(lái)衡量。毋庸置疑，對(duì)于運(yùn)營(yíng)商而言，無(wú)線頻譜彌為珍貴。就此而論，運(yùn)營(yíng)商最基本的量尺是每赫茲頻譜所傳輸?shù)谋忍財(cái)?shù)。向 LTE 的升級(jí)預(yù)示著將以最低成本實(shí)現(xiàn)業(yè)界最高的頻譜效率和前所未有的傳輸能力。盡管 LTE 擁有光明的前景，但在規(guī)劃和實(shí)施其最終的 4G 升級(jí)時(shí)，運(yùn)營(yíng)商仍必須一如既往地在現(xiàn)有技術(shù)部署的基礎(chǔ)上支持當(dāng)前的客戶(hù)，同時(shí)還需要優(yōu)化使用他們現(xiàn)有的頻譜。

為了使自身具備強(qiáng)大的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，無(wú)線基站制造商需要支持部署在全球范圍內(nèi)的各種模式和技術(shù)，從而彌合全球各地的各種區(qū)域差異。作為業(yè)界唯一一家無(wú)線基站 SoC 廠商，TI 實(shí)現(xiàn)了精準(zhǔn)而獨(dú)特的市場(chǎng)定位，能夠?yàn)樾枰谌绱藦?fù)雜多樣的環(huán)境中以低成本交付多標(biāo)準(zhǔn)解決方案的制造商提供通用平臺(tái)。本白皮書(shū)不僅深入探討了在滿(mǎn)足當(dāng)今無(wú)線運(yùn)營(yíng)商的需求時(shí) OEM 所面臨的眾多挑戰(zhàn)，同時(shí)還介紹了 TI KeyStone 多內(nèi)核架構(gòu)提供的平臺(tái)將如何推進(jìn)制造商不斷獲得成功。

雖然無(wú)線通信市場(chǎng)從來(lái)沒(méi)有像現(xiàn)在這樣紛繁復(fù)雜、充滿(mǎn)挑戰(zhàn)，但也從未缺乏魅力和蓬勃發(fā)展的生機(jī)。隨著對(duì)智能手機(jī)消費(fèi)需求的日益增長(zhǎng)和平板電腦的悄然走俏，越來(lái)越多的用戶(hù)開(kāi)始接入移動(dòng)因特網(wǎng)，從而對(duì)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的容量不斷提出更高的要求。同時(shí) GSM 等 2G 技術(shù)仍然非常流行，因此運(yùn)營(yíng)商在向新一代高速網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)軍的同時(shí)仍然必須支持向后兼容性。在目前的經(jīng)濟(jì)環(huán)境下，運(yùn)營(yíng)商必須在限制資本支出、保障運(yùn)營(yíng)成本平衡的同時(shí)，合理應(yīng)對(duì)技術(shù)的發(fā)展和不斷變化的市場(chǎng)形勢(shì)。

每一家運(yùn)營(yíng)商都具有其獨(dú)特的頻譜范圍，其用戶(hù)群也是如此。對(duì)于 OEM 廠商來(lái)說(shuō)，部署“一體通用”的基站是一項(xiàng)嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，因?yàn)槊恳豁?xiàng)部署都可謂千差萬(wàn)別。另外，限于目前網(wǎng)絡(luò)部署策略的固有物理特點(diǎn)，智能手機(jī)的普及和通信數(shù)據(jù)量的激增都給有限的頻譜范圍造成了壓力。這就促使將宏模塊周?chē)皟?nèi)部的微小型單元添加到現(xiàn)行的混合基站配置中，這也許會(huì)從根本上改變未來(lái)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)。對(duì)于無(wú)線運(yùn)營(yíng)商和無(wú)線基站制造商來(lái)說(shuō)，這將是一個(gè)前景不甚明朗、充滿(mǎn)風(fēng)險(xiǎn)的領(lǐng)域，需要他們潛心探索。

運(yùn)營(yíng)商夢(mèng)寐以求的解決方案
對(duì)于運(yùn)營(yíng)商而言，理想的解決方案就是能夠擁有既可支持其客戶(hù)日新月異的應(yīng)用需求，同時(shí)又能兼顧實(shí)現(xiàn)其資金和運(yùn)營(yíng)目標(biāo)的通用平臺(tái)。

多標(biāo)準(zhǔn)支持 — 運(yùn)營(yíng)商面對(duì)著雙重挑戰(zhàn)，既需要滿(mǎn)足采用各種技術(shù)的現(xiàn)有客戶(hù)，同時(shí)又要快速適應(yīng)用戶(hù)隨時(shí)升級(jí)使用各種新技術(shù)。此外，運(yùn)營(yíng)商還需要在戰(zhàn)略上向 4G 升級(jí)以始終保持競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。這就要求完成一項(xiàng)繁重而枯燥的任務(wù)，那就是在現(xiàn)有客戶(hù)的滿(mǎn)意度和收益，與為實(shí)現(xiàn)技術(shù)演進(jìn)發(fā)展而進(jìn)行的成本投資之間實(shí)現(xiàn)最佳平衡。

我們以某擁有 GSM/EDGE 客戶(hù)且積極向 3G 升級(jí)的運(yùn)營(yíng)商為例。在該例中，2G 用戶(hù)代表了客戶(hù)群中的絕大多數(shù)，隨著時(shí)間的推移，這些用戶(hù)也將購(gòu)買(mǎi)新的 3G 手機(jī)、智能電話以及平板電腦等。這意味著擁有 2G 和 3G 設(shè)備的比例將不斷變化。眾多 3G 用戶(hù)又會(huì)在需要時(shí)購(gòu)買(mǎi) 4G 設(shè)備，這就促使運(yùn)營(yíng)商必須在同一基站發(fā)射塔中同時(shí)支持 2G、3G 和 4G。

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如果網(wǎng)絡(luò)或者部分網(wǎng)絡(luò)沒(méi)有 4G 信號(hào)覆蓋，那么 4G 手機(jī)將“返回”使用 3G。如果網(wǎng)絡(luò)的特定區(qū)域僅有 2G 信號(hào)覆蓋，那么 4G 和 3G 手機(jī)都將“返回”使用 2G。運(yùn)營(yíng)商必須讓 2G 信號(hào)覆蓋每個(gè)角落，因?yàn)檫@是所有客戶(hù)共同的最低限要求。對(duì)于眾多運(yùn)營(yíng)商而言，這一多標(biāo)準(zhǔn)配置的局面在今后很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)都將存在。

為能順利實(shí)現(xiàn)過(guò)渡，運(yùn)營(yíng)商會(huì)在他們的網(wǎng)絡(luò)中持續(xù)收集各個(gè)蜂窩單元對(duì) 2G、3G 和 4G 業(yè)務(wù)的需求統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。通過(guò)遠(yuǎn)程控制，運(yùn)營(yíng)商希望能夠妥善地改變基站的混合容量以滿(mǎn)足上述流量需求，并最大限度地減少 3G 用戶(hù)返回使用 2G 或 4G 用戶(hù)返回使用 3G 的幾率。由于 4G 的頻譜效率優(yōu)于 3G，而 3G 又相應(yīng)地優(yōu)于 2G，運(yùn)營(yíng)商非常希望能讓盡可能多的用戶(hù)使用更為高級(jí)的通信標(biāo)準(zhǔn)。這樣就能在他們所投資的寶貴的頻譜中最大化通信流量。

由于監(jiān)管部門(mén)允許運(yùn)營(yíng)商對(duì)頻譜進(jìn)行重復(fù)利用，因而這對(duì)他們而言可謂另一個(gè)至關(guān)重要的方面。通過(guò)了解其客戶(hù)群的使用量及發(fā)展趨勢(shì)，運(yùn)營(yíng)商發(fā)現(xiàn)他們不僅能夠保持對(duì)現(xiàn)有 2G 服務(wù)的支持，同時(shí)還能將當(dāng)前部分頻譜分配給更高級(jí)的 3G 或 4G。例如，通過(guò)部署更高效的基站來(lái)對(duì) GSM 頻譜進(jìn)行改造，能夠在單個(gè)載波中獲得額外的語(yǔ)音用戶(hù)，從而可將其他的載波分配給 3G 或 4G 業(yè)務(wù)。VAMOS（單時(shí)段中自適應(yīng)多用戶(hù)通道的語(yǔ)音業(yè)務(wù)）方案就是一個(gè)非常好的例證，其從本質(zhì)上使得 3G 系統(tǒng)中收發(fā)器的峰值容量實(shí)現(xiàn)了雙倍提升。

讓運(yùn)營(yíng)及維護(hù)盡在掌控對(duì)于當(dāng)今的無(wú)線運(yùn)營(yíng)商來(lái)說(shuō)，運(yùn)營(yíng)及維護(hù)面臨的挑戰(zhàn)是雙重的。首先，為了能夠高效應(yīng)對(duì)上述多標(biāo)準(zhǔn)支持帶來(lái)的挑戰(zhàn)，運(yùn)營(yíng)商希望能夠遠(yuǎn)程控制基站并可根據(jù)用戶(hù)狀態(tài)的變化迅速修改基站配置。由于資本性支出及加速上市進(jìn)程等原因，運(yùn)營(yíng)商希望準(zhǔn)備就緒的基站能夠快速獲得重新配置以適應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)在使用方面的變化。運(yùn)營(yíng)商不僅能顯著受惠于基站設(shè)備的重復(fù)利用，同時(shí)還能通過(guò)遠(yuǎn)程配置大幅節(jié)省勞動(dòng)成本。無(wú)需更新即能重新配置的遠(yuǎn)程無(wú)線電廣播終端的部署規(guī)模日益擴(kuò)大，這使基站廠商承受了巨大壓力，其也需要支持遠(yuǎn)程重配置功能。

由于具備軟件可升級(jí)性，基站目前的現(xiàn)場(chǎng)服務(wù)年限超過(guò) 10 年，從而顯著相應(yīng)優(yōu)化了運(yùn)營(yíng)商的固定資產(chǎn)投入。部署那些具有線卡可配置且標(biāo)準(zhǔn)可擴(kuò)展特性的通用基站平臺(tái)不僅能夠減少技術(shù)服務(wù)及維護(hù)成本，而且還能進(jìn)一步降低配件與庫(kù)存成本。現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員可為重要的成套設(shè)備建立專(zhuān)家團(tuán)隊(duì)。就此而言，運(yùn)行及維護(hù)成本也會(huì)大幅降低，從而既能優(yōu)化運(yùn)營(yíng)管理成本又可節(jié)省固定資本的投入。

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OEM 廠商的回應(yīng)
OEM 廠商面臨著嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，他們需要提供可支持各種無(wú)線標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品才能在上述應(yīng)用方面為運(yùn)營(yíng)商提供支持。他們需要提供可支持現(xiàn)有技術(shù)的基站，并擁有升級(jí)至未來(lái)標(biāo)準(zhǔn)的能力。他們必須為運(yùn)營(yíng)商提供可高度擴(kuò)展的遠(yuǎn)程配置解決方案，同時(shí)相關(guān)的成本和功耗還需要全面滿(mǎn)足運(yùn)營(yíng)商在成本支出和運(yùn)營(yíng)支出方面設(shè)定的目標(biāo)，這是個(gè)相當(dāng)艱巨的挑戰(zhàn)。為了獲得成功，OEM 廠商需要以低成本提供基站，且其研發(fā)和支持費(fèi)用又需要滿(mǎn)足其各自的商業(yè)目標(biāo)。