4G無(wú)線(xiàn)移植向靈活的下一代高性能無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )發(fā)展

　　近期，蘋(píng)果公司iPhone和智能手機等新型移動(dòng)產(chǎn)品以及低成本筆記本、上網(wǎng)本的推出，大大擴展了無(wú)線(xiàn)數據的用途。因此，市場(chǎng)對增強型服務(wù)的需求不斷攀升，促使大批用戶(hù)從簡(jiǎn)單的語(yǔ)音設備需求向豐富媒體和位置感知服務(wù)方向轉型。

　　增強型服務(wù)的發(fā)展為創(chuàng )新技術(shù)領(lǐng)先公司和用戶(hù)都帶來(lái)了巨大機遇，當然在這些機遇的背后還同時(shí)伴隨著(zhù)大量技術(shù)挑戰。部署和維護基礎設施的挑戰使資本支出和運營(yíng)開(kāi)支不斷增加，這會(huì )降低運營(yíng)商的投資回報率。其實(shí)，相關(guān)技術(shù)從2G到3G網(wǎng)絡(luò )轉型時(shí)就發(fā)生過(guò)這種問(wèn)題，這種情況非常不利于運營(yíng)商升級基礎設施。隨著(zhù)3G向數據傳輸速率可達到50 Mb/s乃至100 Mb/s的長(cháng)期演進(jìn)(LTE)技術(shù)轉型，上述問(wèn)題仍將繼續存在。因此我們非常有必要重新設計解決方案，以求深入解決基礎設施內部的問(wèn)題。

　　演進(jìn)分組系統標準(Evolved Packet System Standard)，也稱(chēng)為長(cháng)期演進(jìn)-系統架構演進(jìn)(LTE-SAE)架構是第三代移動(dòng)通信伙伴計劃(3GPP)推出的下一代技術(shù)。LTE采用了獨立的頻分復用(OFDM)作為其無(wú)線(xiàn)接入技術(shù)，并采用了多單元天線(xiàn)技術(shù)(MIMO)。該標準可大幅提升數據速率和吞吐量。除了LTE之外，3GPP還定義了基于因特網(wǎng)協(xié)議的扁平網(wǎng)絡(luò )架構。LTE無(wú)線(xiàn)接入網(wǎng)絡(luò )也稱(chēng)為E-UTRAN，由提供LTE用戶(hù)層(PDCP/RLC/MAC/PHY)的eNodeB以及趨向UE的控制層(RRC)協(xié)議終端組成。eNodeB通過(guò)X2接口彼此互聯(lián)。eNodeB還可通過(guò)S1接口連接到演進(jìn)分組核心(EPC)。

　　采用1.5 MHz到20 MHz的靈活頻寬后，LTE實(shí)現了標準化，因此可減少延遲，改進(jìn)系統容量、覆蓋和用戶(hù)數據速度，并同時(shí)降低成本。LTE還采用了如可簡(jiǎn)化無(wú)線(xiàn)電網(wǎng)絡(luò )運營(yíng)并讓其實(shí)現自動(dòng)化的自組織網(wǎng)絡(luò )(SON)之類(lèi)的新型功能，從而降低運營(yíng)開(kāi)支并優(yōu)化網(wǎng)絡(luò )性能。

　　由于很多領(lǐng)域都極其依賴(lài)于無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )工作，因此技術(shù)供應商所面臨的最大挑戰之一就是確保無(wú)線(xiàn)數據用戶(hù)能像在有線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )上一樣高效地存取數據。然而不幸的是，智能手機應用在設計時(shí)并非專(zhuān)門(mén)面向無(wú)線(xiàn)基礎設施，而傳統的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )除了處理無(wú)線(xiàn)媒體問(wèn)題的媒體訪(fǎng)問(wèn)控制(MAC)之外還內置了RLC/PDCP等其他層，這些層可保證順利無(wú)誤地傳輸數據。因此，我們必須使用壓縮和其他編碼技術(shù)來(lái)實(shí)現無(wú)線(xiàn)電資源的高效共享，而這種資源在共享的無(wú)線(xiàn)電頻帶內總是稀缺的。處理層的增多提升了器件架構的復雜程度。數據速率可能高達數百Mb/s，這時(shí)問(wèn)題就會(huì )進(jìn)一步惡化。

　　在技術(shù)移植中，無(wú)線(xiàn)運營(yíng)商關(guān)注的重點(diǎn)是控制資本開(kāi)支和運營(yíng)開(kāi)支，并同時(shí)確保為客戶(hù)提供最優(yōu)質(zhì)的體驗。推動(dòng)升級的標準有多種，其中最主要的就是可擴展性和靈活性。在基站中，解決方案要從單一領(lǐng)域向多領(lǐng)域或多無(wú)線(xiàn)電方向發(fā)展，并應支持E-UTRAN中多Gb有線(xiàn)速度網(wǎng)絡(luò )調度和路由數據包吞吐量。解決方案還要支持傳統網(wǎng)絡(luò )的IP和移植路徑，并應實(shí)現同3G和2G網(wǎng)絡(luò )的互操作性。解決方案用以支持無(wú)線(xiàn)電和網(wǎng)絡(luò )資源高效使用的可配置性也是升級的決定因素。使用模式會(huì )隨地點(diǎn)和時(shí)間而變化，在此情況下，解決方案應作出適應性變化，以支持不同的速度和用戶(hù)數量要求。解決方案必須具有可配置性，從而在單領(lǐng)域向多領(lǐng)域應用擴展時(shí)滿(mǎn)足用戶(hù)層和控制層的要求。同時(shí)，解決方案還必須提供端到端的安全性和數據隱私保護，避免用戶(hù)遭到越來(lái)越多的垃圾郵件、惡意軟件、DoS和病毒攻擊。

　　此外，深度數據包智能也非常重要，要讓內置智能檢查通過(guò)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )的所有數據，幫助運營(yíng)商了解IP網(wǎng)絡(luò )情況并對其實(shí)現高效管理。這也有助于解決可用性、延遲和質(zhì)量問(wèn)題，且有助于網(wǎng)絡(luò )覆蓋和安全性問(wèn)題的有效解決。

　　相對于重要推動(dòng)因素，促進(jìn)4G技術(shù)移植發(fā)展的架構類(lèi)型可分為三大類(lèi)，即數據層處理器、多核處理器，以及將多核與加速器相結合。

　　理想的解決方案必須實(shí)現有線(xiàn)連接速度的L3性能和獨立于用戶(hù)的L2性能。此前的技術(shù)尚未完全滿(mǎn)足有關(guān)標準。而非對稱(chēng)的多核技術(shù)可以能將多核處理器與網(wǎng)絡(luò )優(yōu)化的加速器引擎融合在一起，這種技術(shù)采用了可將高性能處理器和加速器連接在一起的軟件可配置互聯(lián)架構，以提供不受用戶(hù)影響的有線(xiàn)連接速度級性能。

　　總而言之，新型智能手機設備的出現和新型無(wú)線(xiàn)標準的發(fā)展以及隨之而來(lái)的速度提升、延遲減少，將為我們帶來(lái)真正的移動(dòng)寬帶體驗，但這對運營(yíng)商和電信廠(chǎng)商都提出了更高的挑戰。組合不同頻率的不同無(wú)線(xiàn)電技術(shù)、并處理不同的協(xié)議要求需要智能技術(shù)和較高的靈活性，這也是今后發(fā)展的必然要求。

　　多標準無(wú)線(xiàn)電基站和非對稱(chēng)多核處理器技術(shù)只是實(shí)現LTE技術(shù)順利移植的第一步。移植需要靈活性，同時(shí)還要以更低的功耗和成本改進(jìn)性能。在本領(lǐng)域提供解決方案的芯片制造商將在促進(jìn)下一代無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )的構建中發(fā)揮更加重要的作用。