3G到4G：跟移動(dòng)基礎(chǔ)設(shè)施說(shuō)再見(jiàn)

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

那么，運(yùn)營(yíng)商怎么才能為這些多樣化新型無(wú)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(wú)線技術(shù)到了必須進(jìn)行無(wú)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(yíng)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(wú)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(yíng)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(yíng)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(yíng)商使用最稀缺的資源與頻帶，通過(guò)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(yǔ)音、數(shù)據(jù)與娛樂(lè)服務(wù)。在該組合中添加小蜂窩（small cell）可為運(yùn)營(yíng)商業(yè)務(wù)帶來(lái)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(yíng)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(yǔ)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(yíng)商客戶群的 13%，但他們使用運(yùn)營(yíng)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(yíng)商必須加速無(wú)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(lè)、視頻與流媒體，因?yàn)樗鼈冃枰嗟臒o(wú)線帶寬。說(shuō)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(yíng)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(yíng)商可為每個(gè)用戶提供較大組塊的數(shù)據(jù)帶寬來(lái)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(yíng)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(yíng)商必須想辦法最大程度地覆蓋這些空隙。相對(duì)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(wú)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(guò)，它們也會(huì)造成出現(xiàn)更多相鄰蜂窩干擾的潛在問(wèn)題，因此運(yùn)營(yíng)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(wú)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(yíng)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(yíng)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(yǔ)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(yíng)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(yíng)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(yíng)商需要同 ISP 明確最低帶寬用量，通常可通過(guò)部分移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商收入份額的方式達(dá)成協(xié)議。不過(guò)這么做可能會(huì)很麻煩，因?yàn)橐苿?dòng)運(yùn)營(yíng)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(shuō)拜拜的時(shí)候了

通過(guò)從 3G 向 4G 發(fā)展，運(yùn)營(yíng)商將對(duì)其基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行變革，從語(yǔ)音及數(shù)據(jù)類交付拓?fù)浒l(fā)展成多媒體及娛樂(lè)交付拓?fù)洌峦負(fù)溽槍?duì)各種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(yíng)商和用戶將通過(guò)更好的無(wú)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(wú)線基站基礎(chǔ)設(shè)施業(yè)務(wù)部市場(chǎng)營(yíng)銷總監(jiān)。他在無(wú)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(guò) 27 年的豐富經(jīng)驗(yàn)，在加入 TI 之前曾任 Timesys Corporation 業(yè)務(wù)開(kāi)發(fā)總監(jiān)、Advanced Micro Circuits Corporate 戰(zhàn)略市場(chǎng)營(yíng)銷經(jīng)理以及多種不同管理職務(wù)。他撰寫(xiě)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。