3G到4G:跟老爸的移动基础设施说拜拜

　　移动接入互联网时代已经到来，其将在整体全新要求趋势下快速改变移动运营商的业务及基础设施需求。我们需要 4G LTE 来满足无线有效负载需求的快速增长，避免通话中断、下载失败以及视频中断等问题。

　　那么，运营商怎么才能为这些多样化新型无线数据包提供可靠服务以满足用户需求并实现赢利呢?当然是转型。无线技术到了必须进行无线宽带转型的时候了。今后几年随着技术转型的完成，所有移动运营商的同构宏基站与小型基站拓扑将变为更小型蜂窝基站的强大异构组合。

　　基站不但将包括户外远程无线电头端蜂窝、微微蜂窝(pico cell)以及城市蜂窝(metro cell)，而且也包括室内企业级蜂窝与家庭蜂窝等。此外，运营商的回程拓扑同样也将是异构，有的地方会继续使用并扩展其自己的专用互联网回程连接，其它地方将在另一个有线运营商现有的互联网回程连接上进行搭载。

　　这种基站与回程拓扑的最新组合不但必需帮助移动运营商使用最稀缺的资源与频带，通过其实现赢利，同时还要随时随地可靠而低成本地提供语音、数据与娱乐服务。在该组合中添加小蜂窝(small cell)可为运营商业务带来更好的解决方案，填补不可避免的覆盖范围空隙，增加新的蜂窝覆盖区域，并与有线互联网服务供应商 (ISP) 运营商更好地合作，将更高比例的 4G 网络数据包有效负载回传给互联网。

　　不断提升的数据速率

　　2010 年，视频与多媒体超越语音成为移动手机用户的杀手级应用。智能手机用户约占运营商客户群的 13%，但他们使用运营商带宽的比例却高达 33%。现在，随着网络中 iPad 及其它移动平板电脑的出现，运营商必须加速无线数据带宽，满足所有用户的当前需求。

　　这些设备的杀手级应用是娱乐、视频与流媒体，因为它们需要更多的无线带宽。说到底，给定移动蜂窝覆盖面积的数据传输速率是固定的，一个蜂窝中所有工作用户必须共享该蜂窝的传输带宽。

　　那么，运营商怎么才能为每个用户提供更大的数据带宽呢?首先，运营商可为每个用户提供较大组块的数据带宽来减少每个蜂窝提供服务的用户数量。这样就可为每个用户提供更大份额的蜂窝数据包带宽。

　　许多运营商在其每个宏蜂窝中将 4G/LTE 与 3G 相结合，计划将宏蜂窝(macro cell)当前 16 到 48公里的名义半径缩短到 8 至 24 公里，缩短一半，从而为每个用户提供更多的数据。单就这一改变而言，就会在现有宏蜂窝之间大幅增加覆盖信号空隙或盲区。这显然不会让用户满意，所以运营商必须想办法最大程度地覆盖这些空隙。相对于宏基站和小型基站而言，更小的蜂窝更适用，也更节省成本。

　　小蜂窝发挥大作用

　　small cell安装采用多种不同形式，包括小型户外蜂窝安装(如远程无线电头端群集、pico cell以及metro cell等)和室内small cell安装(如企业和家庭毫微微蜂窝femto cell)。small cell安装有以下共同特点：

　　• 蜂窝覆盖区域半径比宏基站及小型基站要小很多(更适合覆盖小面积信号空

　　隙);

　　• 外形大幅缩小，便于隐藏;

　　• 与宏基站及小型基站相比，每次安装的安装和运作成本大幅降低。

　　不过，它们也会造成出现更多相邻蜂窝干扰的潜在问题，因此运营商要设法了解这些更小蜂窝边缘位置的用户使用体验，并掌握最大限度地减少这种干扰的方法。

　　远程无线电头端群集、pico,以及户外metro cell安装的覆盖范围较大，其支持的用户比较小覆盖范围的企业及家庭室内蜂窝要多。此外，运营商还要为户外安装支付设施实用成本，尽管这比宏基站与小型基站要低。室内femto cell的设施实用成本则将由企业业主或房主支付，而不是运营商。

　　确保服务质量

　　不同数据包按不同方式处理。宏蜂窝与小蜂窝都需要数据包检查。蜂窝基站应能区别语音、数据、多媒体以及视频流等不同数据包，从而适当设定优先级并进行路由。

　　这种混合数据包有效负载从small cell到互联网的回程与宏基站及小型基站向互联网的回程路径不同。宏基站与小型基站传统上采用运营商自己的专网回程连接，但大多数小型蜂窝会在现有第三方有线宽带连接上搭载其回程流量。

　　这里的第三方可能是家庭femto cell、企业femto cell、metro cell以及pico cell中业主使用的 ISP。不同安装情况下 ISP 为运营商回程负载提供的数据传输带宽差异会很大。为了确保不同安装情况的最低服务质量，运营商需要同 ISP 明确最低带宽用量，通常可通过部分移动运营商收入份额的方式达成协议。不过这么做可能会很麻烦，因为移动运营商和有线 ISP 此前很少合作。

　　真正到了该跟老爸的基础设施说拜拜的时候了

　　通过从 3G 向 4G 发展，运营商将对其基础设施进行变革，从语音及数据类交付拓扑发展成多媒体及娱乐交付拓扑，新拓扑针对各种不同用户及使用情境进行了优化。利用small cell覆盖现有宏蜂窝拓扑的信号盲区，运营商和用户将通过更好的无线电频谱效率及频谱再利用获得更高的数据速率。老爸现在也会为此而自豪的!

　　Kyle Harper 现任德州仪器无线基站基础设施业务部市场营销总监。他在无线、网络、高性能微处理器以及嵌入式软件行业拥有超过 27 年的丰富经验，在加入 TI 之前曾任 TImesys CorporaTIon 业务开发总监、Advanced Micro Circuits Corporate 战略市场营销经理以及多种不同管理职务。他撰写了大量的技术及业务研讨会论文并出版了众多文章。

　　Harper 先后毕业于德克萨斯 A&M 大学 (Texas A&M University) 与德克萨斯大学奥斯汀分校 (University of Texas at AusTIn)，分别获计算机科学理学学士学位与 MBA 学位。