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          手機終端論文:手機終端對通信作用的探究

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          手機終端論文:手機終端對通信作用的探究

          本文作者:張磊黎飛龍作者單位:江蘇省郵電規劃設計院有限責任公司

          手機終端智能化帶來的獨特業務特性

          1忙時平均業務使用量

          1)CS(電路域)呼叫次數和PS(分組域)呼叫次數

          智能手機除普通手機的基本語音通話功能外,還具有大量應用業務(較多應用業務需要網絡支持),因此改變了傳統用戶的行為特性。根據某運營商數據分析,智能手機在單位時間內產生的PS呼叫次數是普通手機產生次數的10~20倍,單位時間內產生的CS呼叫次數兩者基本持平。同時,在某一時間段,智能手機PS呼叫次數遠遠大于其CS呼叫次數。

          2)上/下行數據量

          對比某月數據,智能手機平均月流量達188MB,比普通手機21MB的流量高出近9倍。智能手機在單位時間內上傳數據量是普通手機的5~20倍,下載數據量是普通手機的13~50倍,兩者上/下行數據量相差明顯。3)高負荷智能手機與數據卡數據量相當目前,智能手機軟硬件都較強大,具有高速度處理芯片、大容量存儲芯片和存儲擴展能力,具有面積大、標準化、可觸摸的顯示屏,支持播放式的手機電視,支持GPS(全球定位系統)導航等特點,在CPU(中央處理器)運算速度、RAM(隨機存儲器)和存儲空間上都接近PC機,部分智能手機用戶的行為模式相當于PC+數據卡,高負荷智能手機與數據卡數據量相當。

          2數據業務使用特點

          1)智能手機應用使用頻度高

          智能手機應用繁多,如網頁瀏覽、微博、聊天、社區交友、導航地圖、郵件等。用戶會頻繁使用這些業務,但是智能手機平均每個PS呼叫的數據下載量較低,根據數據顯示,超過75%的數據下載量低于5kB,且每次呼叫的持續時間都較短,平均為24s。

          2)永遠在線與快速休眠

          智能手機的永遠在線特性主要體現在手機的永遠在線和應用的永遠在線兩部分。手機的永遠在線是指:智能手機時刻保持PDPcontext(分組數據協議上下文)激活,一旦檢測到PDPcontext被去激活,手機將會立即發起激活消息。應用的永遠在線是指:智能手機含有大量的永遠在線的應用業務,比如流行的QQ、MSN、PushEmail、狀態服務、位置服務、天氣小插件等,這些聊天、社區應用及服務應用需要頻繁收發小數據包來保持IP連接開通,通常此類操作每隔幾秒鐘或幾分鐘就發送一些keepalive的消息,數據量<<1kB,即通常所說的“心跳連接”或“保持活動”。智能手機永遠在線的特性使得網絡為此進行了很多額外的無線信道分配和創建。同時,智能手機由于應用繁多,使用頻率高,手機電池成為瓶頸。為了節約電池耗電量,延長待機時間,智能手機具有快速休眠的功能,智能手機在發送消息到網絡完畢后強制把自己從RRC(無線資源控制協議)connected狀態切換到idle狀態,讓手機回到空閑模式,導致每次發送消息都要重新進行RRCrequest和RAB(無線接入承載)setup,發送完畢又強制釋放連接。智能手機的這種切換是為了解決節能與永久在線的矛盾,但這種狀態切換會產生大量的信令,增加了網絡的信令負荷。頻繁釋放和接入會增加接入信道和尋呼信道負荷,增加了基站控制信道的負荷和對基帶資源的使用,雖然流量較小,但當用戶數量較大時可能使基站出現接入困難和網絡擁塞等情況。同時給BSC(基站控制器)業務及信令板處理能力,PDSN/SGSN(分組數據支持節點/服務GPRS〔通用分組無線服務〕支持節點,核心網分組域組成設備)系統容量配置,AAA(認證、授權、計費,網絡安全系統)處理能力等都帶來影響。

          終端發展促進網絡發展

          1終端與CDMA(碼分多址)增強技術

          CDMA增強技術可以在保護運營商現有投資的基礎上,利用簡單的軟硬件升級提升網絡網絡容量、動態利用網絡資源、節約頻率資源、改善用戶體驗等。該技術的實現同時需要終端升級的支持。手機終端朝著網絡增強化發展。

          1)EVRC-B技術

          EVRC-B是高通提出的第四代聲碼器(4GV)技術,是完全基于核心網絡的語音編碼技術,為網絡運營商提供了一種在語音質量與容量之間進行動態調整的手段。EVRC-B編碼是在現有主流的EVRC(增強型變速率語音編解碼)編碼基礎上發展而來的新一代的CDMA話音編碼器。實現在基本不降低語音質量的基礎上比現有EVRC提高大約26%的增益,從而提高了單個載頻可支持的話音用戶數。EVRC-B技術的應用需要網絡側與終端側設備同時支持EVRC-B功能。終端側實現方式主要依靠終端芯片支持,目前高通芯片絕大部分支持EVRC-B編碼技術。另外,終端側應開啟EVRC-B功能開關,并將優選SO(服務選項)值設置為3,備選SO值設置為68,實現在起呼消息及尋呼響應消息中Service-Option字段SO=3,ALT-SO字段SO=68。

          2)QLIC(前向鏈路干擾消除)技術

          QLIC的基本原理是在傳送信號到傳統的RAKE接收機前,接收信號中減去已經解碼的信號,避免已解碼信號對未解碼信號形成干擾,從而提高后續用戶解碼的信噪比,由易到難逐步解調出信號信息。這樣消除了激活集內公共信道及其他用戶的業務信道產生的干擾,干擾減少后,在保證最小的SNR(信噪比)的前提下降低終端對前向功率的需求,從而增大了前向的容量。QLIC技術僅需要終端側實現,網絡側無需做任何改動,對現網用戶無影響。該技術用于前向鏈路,提高前向鏈路增益,反向鏈路沒有增益。支持QLIC的終端成本增加不大。

          3)MRD(終端接收分集)與MTD(終端發射分集)技術

          MRD技術是在手機終端側增加了一個額外的天線,來完成分集接收,從而通過增加終端成本提高前向鏈路容量。利用此技術提升網絡容量不需要對網絡進行改進,網絡協議也無需改善,是一種設備本身能力的增強,目前大多數商用終端芯片都支持MRD技術。MTD技術采用終端發射分集技術,終端能利用額外的傳輸鏈路和天線傳送數據,該技術能提高整個網絡的性能。在無需更改網絡基礎設施情況下,邊緣小區終端用戶的反向鏈路數據速率能提高80%。

          2終端與LTE技術

          然而LTE終端市場的瓶頸依舊,距離規模性出貨還需一段時間,尤其突顯在中國市場。LTE的接入帶寬較大,加上MIMO(多輸入多輸出)等技術特點,對終端是一個非常大的挑戰,如終端的功耗、終端的體積、集成電路、芯片等都面臨挑戰,真正的LTE商用的手機終端可能需要更高的集成電路工藝,所以這與集成電路工藝水平的提高有很大關系。LTE初期主要承載數據業務,因此初期手持終端中LTE模式定位于數據業務,復雜化的網絡促使寬帶多模化LTE終端發展。