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射頻/無線  

設計符合多種標準的無線基地台SoC

上網時間: 2011年12月14日     打印版  Bookmark and Share  字型大小:  

關鍵字:KeyStone  SoC  智慧手機  4G  LTE 

作者:Debbie Greenstreet

無線基地台基礎建設

德州儀器(TI)北美地區行銷總監

自無線技術誕生以來,此領域就一直呈現迅速發展的態勢。起初,業界著重於語音業務的用戶成長作為衡量市場增長的依據,如今則按資料速率和吞吐量的提升來衡量。毋庸置疑,對於營運商而言,無線頻譜是無線營運商最珍貴的資源。就此而論,營運商最基本的量尺是每赫茲(Hertz)頻譜所傳輸的位元數。朝向LTE的升級顯示著將以最低成本實現業界最高的頻譜效率和前所未有的傳輸能力。儘管LTE擁有光明的前景,但在規劃和實施最終的4G升級時,營運商仍必須一如既往地在現有技術部署的基礎上支援當前的客戶,同時還需要最佳化他們現有的頻譜使用。

為掌握競爭優勢,無線基地台製造商需要支援部署在全球範圍內的各種模式和技術,進而克服全球各地的區域差異。作為業界唯一無線基地台SoC廠商,TI實現了精準而獨特的市場定位,能夠為需要在如此複雜多樣的環境中,以具經濟效益提供多標準解決方案的製造商通用平台。本文探討OEM業者在滿足當今無線營運商的需求時所面臨的諸多挑戰,並以TI KeyStone多核心架構為例介紹如何設計符合多無線標準的平台。

雖然無線通訊市場從來沒有像現在這樣紛繁複雜、充滿挑戰,也從未缺乏迷人和蓬勃發展的生機。隨著消費者對智慧手機需求的日益增長和平板電腦的悄然走俏,行動網路必須服務越來越多使用者,因此對行動網路的容量也不斷提出更高的要求。同時如GSM等2G技術仍然非常流行,因此營運商在向新一代高速網路技術進軍的同時,仍然必須支援向後相容性。在目前的經濟環境下,營運商必須在限制資本支出、確保營運成本平衡的同時,能夠應對技術的發展和不斷變化的市場形勢。

每一家營運商都具有其獨特的頻譜範圍,其訂戶也是如此。對於OEM廠商來說,部署「一體通用」的基地台是一項嚴峻的挑戰,因為每項部署都十分不同。另外,受限於目前網路部署策略的固有物理定律,智慧手機的普及和通訊資料量的激增,都對有限的頻譜範圍造成了壓力。這就促使將大型蜂巢周圍及內部的小型蜂巢式添加到現行的混合基地台配置中,這也許會從根本上改變未來網路的結構。對於無線營運商和無線基地台製造商來說,這將是一個前景不甚明朗、充滿風險的領域,需要他們潛心探索。

支援多標準的解決方案

對於營運商而言,理想的解決方案就是能夠擁有既可支援客戶日新月異的應用需求,同時又能兼顧實現資金和營運目標的通用平台。

多標準支援──營運商同時面對著雙重挑戰,既需要滿足採用各種技術的現有客戶,又要快速適應訂戶隨時升級使用各種新技術。此外,營運商還需要策略性地往4G升級,以保持競爭優勢。這就要求完成一項繁重而枯燥的任務,那就是在現有客戶的滿意度和利潤,與為實現技術演進發展而進行的投資成本之間實現最佳平衡。

以擁有GSM/EDGE客戶且積極往3G升級的營運商為例,2G使用者代表了客戶群中的絕大多數,隨著時間的推移,這些訂戶也將購買新的3G手機、智慧手機以及平板電腦等,這意味著擁有2G和3G裝置的比例將不斷改變。許多3G使用者又會在需要時購買4G裝置,這就促使營運商必須在同一基地台發射塔中同時支援2G、3G和4G。

如果網路或部分網路沒有4G訊號覆蓋,那麼4G手機將「退回」使用3G。如果網路的特定區域僅有2G訊號覆蓋,那麼4G和3G手機都將「退回」使用2G。運營商必須讓2G訊號覆蓋每個角落,因為這是所有客戶共同的最低要求。對眾多運營商而言,這一多標準配置的局面將還會持續很長一段時間。

為能幫助管理此一過渡期,營運商會在他們的網路中持續收集各個蜂巢對2G、3G和4G業務的需求統計資料。透過遠端控制,營運商希望能夠妥善地改變基地台的容量混合,以滿足上述流量需求,並最大限度地減少3G用戶退回使用2G,或4G用戶退回使用3G的機率。由於4G的頻譜效率優於3G,而3G又相應地優於2G,營運商擁有極大動力讓盡可能多的訂戶使用更為高級的通訊標準。這樣就能在他們所投資的寶貴頻譜中使通訊流量最大化。

由於監管單位允許營運營商重複使用頻譜,因而這也可謂是另一個至關重要的方面。透過瞭解客戶群的使用量及發展趨勢,營運商發現他們不僅能夠保持對現有2G服務的支援,同時還能將當前部分頻譜分配給更高級的3G或4G。例如,透過部署更高效的基地台來對GSM頻譜進行改造,能夠在單個載波中獲得額外的語音用戶,從而可將其他的載波分配給3G或4G業務。VAMOS(單時段中自適應多用戶通道的語音業務)方案就是一個非常好的方法,其從本質上使得3G系統中收發器的峰值容量實現了雙倍提升。


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