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运营商参与4G程度加大 真正挑战源于终端 |
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| http://cn.newmaker.com
3/27/2006 1:04:00 PM
佳工机电网
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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。
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