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新一代WCDMA基站的时代已经来临

激烈的竞争,停滞的收入增长和对网络建设的巨大投资带给运营商很大的经营风险。所以,如何通过更吸引人的业务留住用户,和如何削减总体拥有成本(TCO),成为了运营商们面临的主要挑战。运营商们现在越来越清晰地意识到,高性能的通信网络和低运营成本是多么的至关紧要。

一、WCDMA的网络部署情况

目前,移动通信行业面临的挑战是怎样通过一系列技术与业务创新去创造出更有吸引力的业务来,以改进终端用户的使用体验。为了保障高速数据业务的实施,移动通信运营商正在积极部署3G网络。

3G移动技术标准中,WCDMA是使用范围最广泛的技术标准,在欧洲,亚太地区,非洲,中东和北美都被广泛的采用。从分布数量上看,WCDMA占有很大的优势,截止到2006年第3季度,在全球范围内一共分布有139WCDMA系统,占已有3G网络的70% (如下图所示),在2005年里,有35个新的WCDMA系统和7个新CDMA2000 1X EV-DO 系统投入建造。目前,许多WCDMA运营商目前正在将系统向HSDPA升级。

来源: In-Stat, 10/06

二、WCDMA基站的演进

第一代基于3GPP R99/4标准的WCDMA基站于1999-2001年间推出。它采用了独立的模拟线性功率放大器和窄带接收机,不支持HSDPA或具有有限的HSDPA能力,基带单元和射频单元之间是非开放的接口。第一代基站大多不支持多频段,而北美地区,日本和西欧等地区则使用除2.1GHz 以外的3G频段,如1.71.9 GHz850 MHz,和900 MHz等频段。目前,一方面运营商更加关注于通信网络的可靠性和总体拥有成本(TCO),另一方面,众多的通信设备又对各自的频段有着不同的需求,因此传统的WCDMA基站已经不能满足运营商构建更高效网络的需求。

3GPP R5/R6
标准的发布为新一代WCDMA基站的推出铺平了道路。CPRIThe Common Public Radio Interface,通用公用射频接口)和OBSAIThe Open Base Station Architecture Initiative,开放式基站架构)两大组织为新型基站的诞生做出了重要贡献。而突破性的技术最终促使新一代WCDMA基站的问世:新技术的采用使功放效率从9%提高到30%以上;高性能ASIC增强了基带信号的处理能力,从而实现了高性能的HSDPA。通过运用这些新技术,新一代WCDMA基站具备了体积更小,功放更大,耗能更小,更高可靠性,成本更低和平滑升级等特性。

那么新一代WCDMA基站的这些特性能够为运营商带来什么好处呢?运营商主要从覆盖,容量,平滑升级和减少成本等方面对基站进行性能评估。

首先,从覆盖和容量来看。通常来讲,基站产品的覆盖范围和容量是用扇区和载频来表示。传统基站一般可以支持3×13×2,即3个扇区、每个扇区12个载频,共36个载频。而新一代的基站则一般可以支持3×4,即3个扇区、每个扇区4个载频,共12个载频。这样,一个基站支持的容量将大大增加。

其次,从未来演进的角度看。运营商在部署网络时,总是希望通信网络能够支持或者能够平滑升级以支持未来的业务。3G运营商的最大挑战在于通过多样化的3G应用吸引尽量多的用户并且有尽量多的高端用户。新一代WCDMA基站支持高性能的HSDPA技术来增加数据的下行速率和容量,这使得多媒体业务和差异化业务在未来成为可能,可以提供移动电视,移动会议,高速因特网接入等需要更高速率的服务。另外,新一代的WCDMA基站可以通过下载软件许可的操作的来进行扩容,不仅实现了平滑扩容,而且大大减少了再次建网耗费的成本。

再次,从节省总体拥有成本的角度看。由于投资3G网络建设花费巨大,减少网络的总体拥有成本成为运营商必须面对的挑战。因此,如何更有效的减少建设成本(CAPEX)和运营成本(OPEX)成为运营商在网络部署阶段和运营阶段都要考虑到的一个重要问题。

设备购买和网络部署是建设成本的主要组成部分。新一代WCDMA基站拥有更小的尺寸,更大的覆盖范围和容量,实现远程升级以及分布式建网等特点,可以在部署的过程中有效的减小场地,安装,人力,运输等的开销,大大降低建设成本。

在网络的总体拥有成本中,运营成本一般认为将占到其中的70%。所以运营商更加关注运营过程中的费用。新一代WCDMA基站通过先进的技术将功放的效率从原来的9%提高到了30%以上,可以消耗掉更少的电能,从而为运营商节省巨额的电费;而高集成度的设计减少了基站的占地面积,这将减少站址的租金;体积更小和重量更轻,以及通过下载许可实现网络升级或扩容,这些大大降低了运输、人工和工程成本。因此,新一代WCDMA基站对运营成本的节省是显而易见的。

基于新一代基站在技术上进步和为运营商带来的益处,In-Stat 认为,新一代WCDMA基站将会被更大规模的应用。从基站的载频数来看,2005年上半年,新一代WCDMA基站的载频数在全球新部署的载频数中占到7%左右的比例,而这一比例到2006年上半年则接近50%

三、新一代WCDMA基站的主要厂商

新一代WCDMA基站的主要厂商有华为、EricssonNokia

华为第一个推出新一代WCDMA基站的厂商,于20052月推出了自主研发的新一代基站产品,包括BTS3812E/3812A, BBU3806/BBU3806C, RRU3801C, BTS 3801C/BTS 3803C, BTS3801B等。这些新一代的产品是自20053月开始在沙特等网络中开始得到应用,目前已部署于葡萄牙、保加利亚、波兰、新西兰、印度尼西亚、香港、西班牙和日本等地。华为在WCDMA基站上的创新为其成为领先的WCDMA系统的供应商奠定了基础。

全球最大的WCDMA系统设备商Ericsson20059月推出了其新一代WCDMA基站产品:RBS 3206, RBS 3303, RBS 3214/RBS 3518等。第一次大规模应用是在200511月美国CingularWCDMA网络中。Ericsson是最大的WCDMA系统提供商,但目前也面临着其他厂商的挑战。如华为领先其几个月推出了新一代WCDMA基站,NokiaSiemens的网络部门合并,并获得了非常令人瞩目的进展,有望与Ericsson争夺WCDMA的头把交椅。

Nokia
200511月发布了其新的WCDMA基站产品Flexi。其Flexi产品于20068月份开始应用,目前部署于希腊、保加利亚和印度尼西亚等地。Siemens在基站产品上一直与NEC合作,NokiaSiemens网络合并后,基站产品的采用情况开始变得不明朗。

四、运营商对新一代WCDMA基站的应用

随着运营商对WCDMA网络部署和升级的加快,他们越来越认识到了新一代WCDMA基站带来的益处。目前,已经有40余家 运营商采用了新一代WCDMA基站产品,包括VodafoneCingularTelstraeMobile等新老运营商。

Vodafone
是世界上数一数二的移动运营商,在欧洲、亚太、美国、中东、非洲等地均有不俗表现。在与全球移动运营商激烈的竞争中,Vodafone非常看重3G带来的机会,认为3G是能给其带来发展的平台。作为领先的3G运营商,Vodafone认为在未来的发展中,有三点是非常重要的:增加网络容量、尽可能降低成本和提供DSL一样的HSDPA速率体验。

为了达到这些目标,Vodafone在进行网络设备选型时非常严格和挑剔,所选设备必须具备大容量、节省TCO和实现高性能HSDPA的特性。在德国、葡萄牙、西班牙、英国等地的HSDPA网络部署中,Vodafone采用了新一代WCDMA基站设备,主要是因为:新一代基站产品支持高性能HSDPA,能帮助Vodafone建设一流的HSDPA网络;更低的功耗、分布式和集成化的设计可以大大节省网络建设和运营开支。Vodafone认识到基站技术的演进可以帮助他为用户提供尽可能多的价值,并且提供自身的市场竞争力。

eMobile
是日本的一个新兴运营商,在200511月份获得了在日本运营WCDMA网络的许可。作为一个新的移动运营商,eMobile缺乏机房等资源,为了节省网络建设费用,并且充分利用其母公司eAccess (日本知名的ADSL服务提供商)的IP网络资源,eMobile十分注重IP传输技术在无线接入网中的应用。而可以用IP技术组网则是新一代WCDMA基站的又一大特色。经过严格的技术测试后,eMobile选择了新一代基站产品,并在无线接入网中采用全IP组网,即用IP网络提供各种语音和数据业务,大大降低了线路租用费用。

五、结束语

随着设备厂商基站技术的发展,新一代WCDMA基站将逐步替代传统基站产品;运营商对新一代基站的认识和体验也逐步加深。In-Stat认为新一代WCDMA基站的应用是一个趋势,而且从目前的情况看,主流厂商都对自己的基站产品进行更新换代,那么未来12年内,在新出货的WCDMA基站中,新一代WCDMA基站将会彻底替代传统基站,成为市场的主流产品。

  

 

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系统分类: 通信网络
用户分类: 3G网络
标签: WCDMA
来源: 原创
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TD终端尚未完全成熟度,将影响TD商用时间表

在商用之前,TD-SCDMA网络和终端的部署共有四个阶段:第一个阶段是中国移动、中国网通和中国电信分别在10个城市进行网络部署和测试,这个阶段已于今年第一季度开始,现在各城市的网络部署已基本完成或即将完成。第二个阶段是运营商组织TD手机外场测试,为手机采购作准备。目前三个运营商分别在今年年中开始了手机终端的外场测试。第三个阶段是运营商手机采购。这个阶段原计划于今年第四季度开始。第四个阶段,预商用,原计划在今年11月份开始。目前正处于运营商手机外场测试的阶段,测试的结果将直接影响到运营商的手机采购,以及预商用开始的时间,而且TD终端的成熟度也将直接影响到TD-SCDMA网络的应用效果。现在TD手机的发展情况是产业的关注的焦点。

TD-SCDMA
终端的成熟度仍有待提高

从今年年7月份开始,中国移动组织了第二轮TD-SCDMA手机终端的测试。按照计划本次测试将持续4个月,于10月份结束。共有18家(OK WAP, 海信、华立、中兴、熊猫、夏新、三星、华为、摩托罗拉、UT斯达康、龙旗、LG、海尔、联想、大唐、希姆通、波导、GPTETD手机厂商参与了本轮测试。与第一轮TD手机测试(场内测试)相比,本次测试的TD手机是根据中国移动新的需求设计的。

今年以来,TD部署的政策已经比较明朗,中国移动将至少承建8个奥运城市的TD网络。由于在初期阶段,TD网络的覆盖在全国范围内是非常有限的,因此中国移动必然需要TD-SCDMA/GSM双模终端来各种保证语音/数据业务的质量以及解决漫游问题。因此今年开始,中国移动将自动TD-SCDMA/GSM双模列为第一阶段TD手机采购的基本要求。本次测试分两个阶段。第一个阶段主要是评测手机芯片平台的稳定性;第二个阶段主要是评测手机的功能。

在对手机芯片平台的评测中,目前的芯片的平台在稳定性上还存在这一些问题。其中一个问题是TD手机的电话接通率还比较低。一般来讲,GSM网络中,室内或室外环境的电话接通率基本可以达到100%,而目前TD手机在室内网络环境中的接通率还可以到达这个水平,但是到了室外,接通率就相对较低,只能达到95%,也就是说100个电话中大约只有95个可以接通。当然,接通率问题和手机芯片、通信系统、网络优化都有关系。另一个问题就是TD手机会出现死机现象,说明手机内部系统还不稳定。这些新款手机的发热现象有所好转,但是待机时间还不是非常令人满意。这些问题的主要原因是,一方面,系统软件还不成熟,存在“Bug”;另一方面,算法的复杂度:TD-SCDMA手机芯片的协议栈比GSM的复杂,芯片在处理TD-SCDMA MIPS指令时运算量较大,大量的运算导致了基带处理器发热;还有,TD-SCDMA芯片厂商在研发时在功能上的考虑大于性能上的考虑,没有考虑到对系统功耗方面的优化。当然除此之外,手机功耗与功放、手机电路设计、电源管理方面都存在关系。而且必须承认,将TD-SCDMA/ GSM双模式同时工作,必然会对功耗产生影响。

在这次测试中,主要评测的手机功能有机卡兼容、语音、短信、彩信、手机上网、JAVA、推送技术、视频电话、待机时间、自动双模等。值得一提的是,这次测试的新款手机在外观设计上比老款手机有了很大提高。在测试中,短信、彩信、手机上网等基本功能还是令人满意的。但是这些手机在视频业务和TD-SCDMA/ GSM自动双模上还存在着一些问题:视频传输效果并不理想,会有传输中断和马赛克现象出现,这主要是由于芯片的传输速率不够高;GSMTD-SCDMA之间的网络切换有时还会有障碍,这也是由于芯片平台的双模功能还不够成熟。In-Stat在今年6月份对TD手机的友好测试用户进行过调研,友好用户的反应也证实了TD手机在稳定性和功耗方面存在着问题。有些用户反映手机待机时间较短,几乎每两天就要充一次电;但用户普遍对手机上网功能比较感兴趣,但对手机电视和视频电话功能不太满意,感觉视频和音频的质量不高,画面不流畅。在手机外观上,也有用户认为TD手机外观设计不够吸引人,而且功能也比较有限。

因此从TD手机测试的情况看,TD手机的芯片平台还需要进一步改善。目前手机测试还在进行中,In-Stat估计原定于10月份的手机采购将推迟进行。

TD
手机的演进路线

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TD-SCDMA/GSM自动双模

根据运营商的要求,TD-SCDMA/GSM自动双模、HSDAP以及TD-MBMS手机电视是TD手机需要具备的几个主要功能。刚才提到,今年中国移动已经将自动双模列为本次采购的基本要求。双模功能的实现有四种方式:双模人工切换、双模双待、自动双模和无缝双模切换。老款TD手机多是双模人工切换的,但这种技术比较传统,也不是运营商所需要的;双模双待主要是像中国联通这样同时运营两张网络的运营商所采用的技术;自动双模和无缝双模切换的技术十分非常相似,区别在于自动双模的切换只发生在手机没有使用实时业务时,手机自动接入信号最强的网络,而无缝双模则需要基站的支持,类似于GSM网络中蜂窝小区的切换。In-Stat认为明年上半年自动双模的手机会相对成熟,今年下半年无缝切换的TD手机芯片已经出来,预计明年上半年无缝双模切换的TD手机会上市。

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HSDPA

目前参与评测的TD手机还不能支持HSDPA,主要是TD手机的HSDPA芯片还不成熟,速率还不稳定。现在TD手机芯片厂商都在积极的开发HSDPA芯片,各厂商已经有相关芯片产品出来,有的厂商的产品最高可以支持到1.6Mbps的速率,但目前还都在测试阶段。预计今年底或明年初会有支持HSDPA的手机产品推出。目前TD手机芯片厂商对HSUPA和多载波HSDPA技术也在跟进,但预计至少还要半年至一年的时间会有相关产品研发出来。

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TD-MBMS

手机电视被认为是3G的最有特色的业务之一。目前主导的手机电视的标准主要是广电部门的标准,而通过MBMS,电信运营商则可以绕开广电,独立开展手机电视业务。由于在明年奥运会期间,手机电视是必须开通的业务,因此预计明年中国移动将会把TD-MBMS列为TD手机的基本要求。

MBMS
并不是一项新的技术,国内厂商早在2005年就开始进入预研阶段。2007年初,在中国移动、大唐、中兴、鼎桥等中国厂商的联合提案下,TD-MBMS写入3GPP Release 6标准中。在国内方面,TD-MBMS已经于072月份立项,申请写入CCSA (中国通信标准化协会) 的标准,TD-MBMS所属的是无线通信委员会(TC5)第九工作组,该小组主要是制定WCDMATD-SCDMA无线承载的标准。

TD-MBMS
主要通过修改软件即可实现,无需增加硬件设备。这些技术上的变动与广电系统无关。在手机芯片方面,射频芯片的频段无需额外增加,基带芯片的物理层不变,仅需修改高层协议栈的软件;硬件方面则需要改进应用处理器,以提高芯片的处理能力,再对加密技术作适当修改即可。

TD-MBMS
的产业化正在进行当中,由于20088月奥运会之前必须完成部署,因此厂商和运营商的压力较大。TD-MBMS的布局主要分为以下四个阶段:

第一阶段:厂商研发,产品发布。该阶段预计于今年第四季度之前完成。

第二阶段:信产部牵头的实验室测试。该阶段预计于今年年底完成。

第三阶段:运营商组织的外场测试。预计于明年年第一季度完成。

第四阶段:预商用。预计于08年奥运之前完成。