選擇雙模平臺構(gòu)建高性能手機
GSA 近期發(fā)布的報告指出,全球商業(yè) GPRS 網(wǎng)絡(luò)中的半數(shù)以上都已開始向 EDGE 技術(shù)升級,不過這些采用 EDGE 技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)中有超過 44 個同時部署了 WCDMA 技術(shù)。也就是說,這些網(wǎng)絡(luò)是雙模式網(wǎng)絡(luò),即 W-EDGE網(wǎng)絡(luò)。
為了促進(jìn)3G服務(wù)的發(fā)展,運營商和消費者都非常需要雙模3G手持終端。雙模手持終端使用戶能夠在WCDMA網(wǎng)絡(luò)與 2.5G EDGE/GPRS/GSM網(wǎng)絡(luò)上打電話。杰爾認(rèn)為,WCDMA與EDGE (W-EDGE) 組合解決方案能夠?qū)崿F(xiàn)最高效的雙模體驗。
本文將著重討論雙模手持終端面臨的關(guān)鍵問題之一,介紹設(shè)計人員在選擇雙模平臺時應(yīng)注意哪些問題。本文提出了這樣一個問題,即什么才是真正的雙模電話,并針對這一問題進(jìn)行了解答。
早期雙模設(shè)計難于實現(xiàn)有效切換
在最初的層次上,我們看到 2.5G 與 3G 平行的手持終端,這反映了早期雙模手持終端的設(shè)計,能夠?qū)崿F(xiàn)最基本的雙模操作。盡管這種設(shè)計是可行的,但如果我們從 3G 網(wǎng)絡(luò)覆蓋轉(zhuǎn)移至 2.5G 網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍時,這將很難實現(xiàn)有效的切換。
如何才能更好地實施雙模技術(shù)呢?關(guān)鍵在于提高集成度。提高集成度必不可少的原因有兩點:首先,消費者對移動電話的要求極高,手持終端市場的競爭推動產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)不斷提高。消費者心中對電話產(chǎn)品的價位有一桿明確的天平,對手機的大小與重量都心里有數(shù),而且尤其希望手持終端在兩次充電之間的工作時間(尤其是待機時間)一定要長。其次,消費者還希望語音質(zhì)量要高,通話不會中斷。
滿足消費者上述愿望的關(guān)鍵在于模式切換的設(shè)計與質(zhì)量。只有確保了出色的模式切換,才能讓消費者接受這種產(chǎn)品。我們只有通過協(xié)議棧同步、一層軟件以及2.5G 和 3G 協(xié)議棧物理層才能實現(xiàn) 3G 到 2.5G 較完美的切換,從而實現(xiàn)上述目標(biāo)。
模式切換的類型
如果手持終端和基站出于某種原因決定手持終端應(yīng)與另一個基站建立連接,這時所發(fā)生的一系列消息和行為統(tǒng)稱為切換。自從手機誕生以來,這種切換就一直存在,而且單就 2.5G 和 3G 手持終端與基站而言,其各自的切換都非常順利。
雙模電話允許用戶同時在 W-CDMA 網(wǎng)絡(luò)與 EDGE/GPRS/GSM 網(wǎng)絡(luò)上通話。早期雙模電話的2.5G 和 3G 通信協(xié)議棧集成度較低較差,當(dāng)用戶離開 3G 覆蓋范圍時常常發(fā)生通話中斷,這就迫使消費者在進(jìn)入 2.5G 覆蓋范圍時不得不重新?lián)艽螂娫挕S脩舢?dāng)然不會允許在不同網(wǎng)絡(luò)間移動造成通話中斷、影響使用的情況,因此我們可以很合理地指出,如果不能從 3G 到 2.5G 實現(xiàn)有效地模式切換,就不成其為真正的雙模電話。
我們已經(jīng)指出,存在不同類型的切換。問題在于從 3G 過渡到 2.5G 時電話的模式切換有多好。為了解這一點,我們有必要先返回頭來討論一些基本問題。
起初,我們設(shè)計3G 網(wǎng)絡(luò)時并沒有考慮到從 3G 過渡到 2.5G 的問題,因為最初設(shè)想的是 3G 網(wǎng)絡(luò)會一統(tǒng)天下。隨著時間的推移,顯然這種情況是不會發(fā)生了,因此我們在 3G 和 2.5G 之間采用了多種類型的模式切換――盲式、異步式和同步式等,上述類型的切換質(zhì)量和復(fù)雜度由低到高排列。三種類型的主要區(qū)別在于切換之前所采取的測量措施以及切換的質(zhì)量與可靠性。
盲式切換不進(jìn)行測量,異步切換測量功率,而同步切換則在切換前同步測量功率。三種切換方式的質(zhì)量逐級上升,同步切換的通話間隔最小。圖1對此進(jìn)行了總結(jié)。
切換類型 測量 質(zhì)量與可靠性
功率 同步
盲切換 不佳
異步切換 √ 良好
同步切換 √ √ 出色
圖1,切換的類型
盲切換 - 如果3G移動電話信號變?nèi)酰?G基站指示電話嘗試采用某通道的2.5G 基站,這時就會進(jìn)行切換。這種切換類型稱作盲切換,因為網(wǎng)絡(luò)不了解移動電話能否在該通道上獲得 2.5G 基站的服務(wù)。移動電話會停止 3G 通話并嘗試尋找 2.5G 基站。如果找到了 2.5G 基站,那么切換就是成功的,稱作“蕩秋千”,因為電話要從一種服務(wù)跳至另一種服務(wù),但卻不知道能不能獲得另一種服務(wù)。由于移動電話此前還沒有獲得某通道上的 2.5G 基站服務(wù),因此很可能找不到該通道,這正是盲切換有很大局限性的原因。此外,除了尋找基站的時間之外,電話還要花時間來實現(xiàn)同步,這就會導(dǎo)致較大的通話停頓。
異步切換 - 愛立信網(wǎng)絡(luò)提出了壓縮模式的概念,將 3G 移動電話信號進(jìn)行時間壓縮(數(shù)據(jù)速率提高,以保持相同的連接速度),并形成間隔。3G 移動電話可在這段間隔中測量 2.5G 基站某通道的功率,并向 3G 網(wǎng)絡(luò)發(fā)送測量報告。這樣,3G 網(wǎng)絡(luò)就可向手持終端發(fā)出命令,向移動電話找到的功率最好的某個基站切換。由于移動電話事先發(fā)現(xiàn)了有關(guān)通道,能夠進(jìn)行選擇,這就提高了成功的機會,消除了盲切換的局限性。但當(dāng)移動電話轉(zhuǎn)到 2.5G 基站時,它在重新開始通話前還要進(jìn)行同步工作,這也要花費時間,從而造成較小的通話間隔。
同步切換 - 同步切換與異步模式基本相同,不過添加了一種新的特性,即 3G 移動電話在壓縮模式間隔中除了發(fā)現(xiàn) 2.5G 基站的功率外,還要進(jìn)行同步工作,這就能夠明確識別 2.5G 基站的存在。在這種情況下,切換的可靠性大為提高,因為它能確保2.5G基站確實存在,而且移動電話能鎖定該基站。此外,當(dāng)移動電話切換到2.5G基站后,立即就能進(jìn)入語音通話模式,因為它已經(jīng)掌握了同步信息。這就意味著同步切換的語音間隔實現(xiàn)了最小化,或者說同步切換幾乎是無縫的。顯示了同步切換相對于異步切換和盲切換的工作情況,手持終端可從3G基站直接過渡到2.5G 基站。
實現(xiàn)理想的雙模效果
只有電話能夠?qū)崿F(xiàn)來往于3G到2.5G 網(wǎng)絡(luò)之間的無縫切換,我們才說它是真正的雙模電話。
有些雙模設(shè)計只能實現(xiàn)盲切換。較好的設(shè)計可提供盲式和異步式切換。能夠?qū)崿F(xiàn)三種類型切換的設(shè)計為數(shù)不多。真正的雙模手持終端可實現(xiàn)三種類型的切換,實現(xiàn)最高的可靠性。
同步切換是一個復(fù)雜的過程,要求在 3G 壓縮模式間隔中運行 2.5G 模式。系統(tǒng)設(shè)計不正確,對現(xiàn)有商用網(wǎng)絡(luò)的 2.5G 部署不了解,很容易就會發(fā)生設(shè)計錯誤。
不過,實現(xiàn)最佳模式切換除了采用同步切換之外還有別的辦法。3G 和 2.5G 網(wǎng)絡(luò)的絕對頻率準(zhǔn)確度規(guī)范要求最大相對頻率誤差值為 500Hz。在進(jìn)行 3G 到 2.5G 網(wǎng)絡(luò)切換的系統(tǒng)設(shè)計時,我們可以采用 500Hz 的標(biāo)準(zhǔn),但實際誤差則會大得多,特別是在移動網(wǎng)絡(luò)的部署階段更是如此。
只要系統(tǒng)設(shè)計出色,而且對技術(shù)細(xì)節(jié)有深入的認(rèn)識,我們就能克服頻率誤差大大超過 500Hz 的情況。規(guī)范給出的是一個基礎(chǔ),不過即使網(wǎng)絡(luò)情況不合規(guī)范,我們?nèi)钥勺岆娫捓^續(xù)工作,盡管有的電話已經(jīng)不能提供令人滿意的用戶體驗了。因此,除了真正雙模之外,還有更好的辦法,我們稱之為最大化雙模。圖2 總結(jié)了設(shè)計人員在實現(xiàn)最大化雙模時應(yīng)實現(xiàn)的目標(biāo)。
雙模的質(zhì)量 封閉式 同步 異步 增強型頻率容限
基本雙模 √
真正雙模 √ √ √
最大化雙模 √ √ √ √
圖 2, 雙模的質(zhì)量
待機模式下的切換問題
我們已經(jīng)從用戶的角度討論了雙模切換,分析了通話過程中進(jìn)行切換的質(zhì)量問題。當(dāng)然,手持終端大部分時間都處于待機狀態(tài),在這種在模式下,我們也涉及到 3G 到 2.5G切換的問題。
待機模式下的切換質(zhì)量不能直接通過用戶通話體驗來檢驗,而是要通過手持終端的待機時間長度來檢驗。用戶希望電池體積不要太大,并保持足夠長的待機時間。移動運營商也把這一點作為重要的性能指標(biāo)。
系統(tǒng)待機模式下從 3G 到 2.5G 切換時的質(zhì)量,以及反方向切換時的質(zhì)量,都會影響待機時間。這是由于待機模式切換從技術(shù)上說在用戶未通話情況下由 3G 移向 2.5G 覆蓋范圍時對 3G/2.5G 網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行選擇。在這種情況下,手持終端要在待機模式下選擇 3G 和 2.5G 網(wǎng)絡(luò),而這會消耗電池電量,減少待機時間,這也正是我們要特別注意的問題。既要支持待機模式切換,又要保持較低功耗,這需要一定的設(shè)計技巧。待機模式下在 2.5G 網(wǎng)絡(luò)之內(nèi)選擇不同基站的系統(tǒng)設(shè)計經(jīng)驗已經(jīng)經(jīng)過實踐檢驗,這對雙模手持終端的切換至關(guān)重要。市場上推出的一些早期手持終端并不能實現(xiàn)令人滿意的待機時間。
總結(jié)
杰爾公司認(rèn)為,運營商與消費者都希望雙模切換能夠?qū)崿F(xiàn)一些基本的功能。只有滿足上述這些要求,我們才能在高度競爭的市場中推出獨樹一幟的手持終端,這對產(chǎn)品成功是至關(guān)重要的。因此,我們需要考慮兩大問題:通話過程中的切換質(zhì)量和待機模式下切換的低功耗。
手持終端應(yīng)實現(xiàn)最大化雙模切換,既要為所有網(wǎng)絡(luò)功能提供最佳支持,又要在網(wǎng)絡(luò)條件不符合規(guī)范要求的情況下仍保持互操作性。此外,3G手持終端的待機時間必須與現(xiàn)有的2.5G 手持終端相匹配。
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