使用 TI KeyStone SoC 實(shí)現多標準無(wú)線(xiàn)基站

序言
自從無(wú)線(xiàn)技術(shù)誕生以來(lái)，這一市場(chǎng)領(lǐng)域就一直呈現迅猛發(fā)展的態(tài)勢。起初，業(yè)界將側重于語(yǔ)音業(yè)務(wù)的用戶(hù)增長(cháng)作為衡量市場(chǎng)增長(cháng)的尺度，如今則按數據速率和吞吐量的提高來(lái)衡量。毋庸置疑，對于運營(yíng)商而言，無(wú)線(xiàn)頻譜彌為珍貴。就此而論，運營(yíng)商最基本的量尺是每赫茲頻譜所傳輸的比特數。向 LTE 的升級預示著(zhù)將以最低成本實(shí)現業(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，但在規劃和實(shí)施其最終的 4G 升級時(shí)，運營(yíng)商仍必須一如既往地在現有技術(shù)部署的基礎上支持當前的客戶(hù)，同時(shí)還需要優(yōu)化使用他們現有的頻譜。

為了使自身具備強大的競爭優(yōu)勢，無(wú)線(xiàn)基站制造商需要支持部署在全球范圍內的各種模式和技術(shù)，從而彌合全球各地的各種區域差異。作為業(yè)界唯一一家無(wú)線(xiàn)基站 SoC 廠(chǎng)商，TI 實(shí)現了精準而獨特的市場(chǎng)定位，能夠為需要在如此復雜多樣的環(huán)境中以低成本交付多標準解決方案的制造商提供通用平臺。本白皮書(shū)不僅深入探討了在滿(mǎn)足當今無(wú)線(xiàn)運營(yíng)商的需求時(shí) OEM 所面臨的眾多挑戰，同時(shí)還介紹了 TI KeyStone 多內核架構提供的平臺將如何推進(jìn)制造商不斷獲得成功。

雖然無(wú)線(xiàn)通信市場(chǎng)從來(lái)沒(méi)有像現在這樣紛繁復雜、充滿(mǎn)挑戰，但也從未缺乏魅力和蓬勃發(fā)展的生機。隨著(zhù)對智能手機消費需求的日益增長(cháng)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)濟環(huán)境下，運營(yíng)商必須在限制資本支出、保障運營(yíng)成本平衡的同時(shí)，合理應對技術(shù)的發(fā)展和不斷變化的市場(chǎng)形勢。

每一家運營(yíng)商都具有其獨特的頻譜范圍，其用戶(hù)群也是如此。對于 OEM 廠(chǎng)商來(lái)說(shuō)，部署“一體通用”的基站是一項嚴峻的挑戰，因為每一項部署都可謂千差萬(wàn)別。另外，限于目前網(wǎng)絡(luò )部署策略的固有物理特點(diǎn)，智能手機的普及和通信數據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)皟炔康奈⑿⌒蛦卧砑拥浆F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 )的結構。對于無(wú)線(xiàn)運營(yíng)商和無(wú)線(xiàn)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)險的領(lǐng)域，需要他們潛心探索。

運營(yíng)商夢(mèng)寐以求的解決方案
對于運營(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)日新月異的應用需求，同時(shí)又能兼顧實(shí)現其資金和運營(yíng)目標的通用平臺。

多標準支持 — 運營(yíng)商面對著(zhù)雙重挑戰，既需要滿(mǎn)足采用各種技術(shù)的現有客戶(hù)，同時(shí)又要快速適應用戶(hù)隨時(shí)升級使用各種新技術(shù)。此外，運營(yíng)商還需要在戰略上向 4G 升級以始終保持競爭優(yōu)勢。這就要求完成一項繁重而枯燥的任務(wù)，那就是在現有客戶(hù)的滿(mǎn)意度和收益，與為實(shí)現技術(shù)演進(jìn)發(fā)展而進(jìn)行的成本投資之間實(shí)現最佳平衡。

我們以某擁有 GSM/EDGE 客戶(hù)且積極向 3G 升級的運營(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，隨著(zhù)時(shí)間的推移，這些用戶(hù)也將購買(mǎi)新的 3G 手機、智能電話(huà)以及平板電腦等。這意味著(zhù)擁有 2G 和 3G 設備的比例將不斷變化。眾多 3G 用戶(hù)又會(huì )在需要時(shí)購買(mǎi) 4G 設備，這就促使運營(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 信號覆蓋，那么 4G 手機將“返回”使用 3G。如果網(wǎng)絡(luò )的特定區域僅有 2G 信號覆蓋，那么 4G 和 3G 手機都將“返回”使用 2G。運營(yíng)商必須讓 2G 信號覆蓋每個(gè)角落，因為這是所有客戶(hù)共同的最低限要求。對于眾多運營(yíng)商而言，這一多標準配置的局面在今后很長(cháng)一段時(shí)間內都將存在。

為能順利實(shí)現過(guò)渡，運營(yíng)商會(huì )在他們的網(wǎng)絡(luò )中持續收集各個(gè)蜂窩單元對 2G、3G 和 4G 業(yè)務(wù)的需求統計數據。通過(guò)遠程控制，運營(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 又相應地優(yōu)于 2G，運營(yíng)商非常希望能讓盡可能多的用戶(hù)使用更為高級的通信標準。這樣就能在他們所投資的寶貴的頻譜中最大化通信流量。

由于監管部門(mén)允許運營(yíng)商對頻譜進(jìn)行重復利用，因而這對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，運營(yíng)商發(fā)現他們不僅能夠保持對現有 2G 服務(wù)的支持，同時(shí)還能將當前部分頻譜分配給更高級的 3G 或 4G。例如，通過(guò)部署更高效的基站來(lái)對 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 系統中收發(fā)器的峰值容量實(shí)現了雙倍提升。

讓運營(yíng)及維護盡在掌控對于當今的無(wú)線(xiàn)運營(yíng)商來(lái)說(shuō)，運營(yíng)及維護面臨的挑戰是雙重的。首先，為了能夠高效應對上述多標準支持帶來(lái)的挑戰，運營(yíng)商希望能夠遠程控制基站并可根據用戶(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，運營(yíng)商希望準備就緒的基站能夠快速獲得重新配置以適應標準在使用方面的變化。運營(yíng)商不僅能顯著(zhù)受惠于基站設備的重復利用，同時(shí)還能通過(guò)遠程配置大幅節省勞動(dòng)成本。無(wú)需更新即能重新配置的遠程無(wú)線(xiàn)電廣播終端的部署規模日益擴大，這使基站廠(chǎng)商承受了巨大壓力，其也需要支持遠程重配置功能。

由于具備軟件可升級性，基站目前的現場(chǎng)服務(wù)年限超過(guò) 10 年，從而顯著(zhù)相應優(yōu)化了運營(yíng)商的固定資產(chǎn)投入。部署那些具有線(xiàn)卡可配置且標準可擴展特性的通用基站平臺不僅能夠減少技術(shù)服務(wù)及維護成本，而且還能進(jìn)一步降低配件與庫存成本?，F場(chǎng)技術(shù)人員可為重要的成套設備建立專(zhuān)家團隊。就此而言，運行及維護成本也會(huì )大幅降低，從而既能優(yōu)化運營(yíng)管理成本又可節省固定資本的投入。

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OEM 廠(chǎng)商的回應
OEM 廠(chǎng)商面臨著(zhù)嚴峻的挑戰，他們需要提供可支持各種無(wú)線(xiàn)標準的產(chǎn)品才能在上述應用方面為運營(yíng)商提供支持。他們需要提供可支持現有技術(shù)的基站，并擁有升級至未來(lái)標準的能力。他們必須為運營(yíng)商提供可高度擴展的遠程配置解決方案，同時(shí)相關(guān)的成本和功耗還需要全面滿(mǎn)足運營(yíng)商在成本支出和運營(yíng)支出方面設定的目標，這是個(gè)相當艱巨的挑戰。為了獲得成功，OEM 廠(chǎng)商需要以低成本提供基站，且其研發(fā)和支持費用又需要滿(mǎn)足其各自的商業(yè)目標。