为了进一步增强无线移动宽带通信网络用户的使用体验,全球范围内,一些主流的移动通信基础网络运营商正在通过部署LTE-Advanced技术来进一步提高4G网络的性能。此外,很多的移动通信基础网络运营商都正在其4G无线移动宽带通信系统中部署一些新的技术(比如SDN与NFV)、新的架构(比如多层异构组网)以及LPLT(低功率、小吞吐量)网络,从而,就可通过多种成熟的无线接入技术的融合部署来改善/优化无线移动宽带通信网络的覆盖,并有着多种网络升级途径,进而,对于降低网络的整体拥有成本也将有着潜在的积极影响。
从全球移动通信业界对于未来5G无线移动宽带通信网络的研究现状看来,5G将有可能会包含/融入上述各种技术。但是,在此处很值得一提的是,上述各种技术目前仍在各自独立于5G向前演进。因此,由于这些技术将在未来几年内对全球移动通信行业产生巨大的影响,那么,若将其纳入未来5G无线移动宽带通信网络的范畴之内,则从现在到未来5G实现商用之后的这段时间里,就可能会给全球移动通信行业的发展带来不利的影响。
对于上述相关技术,可具体总结如下:
1、NFV以及SDN
NFV是一种涉及到网络架构的新兴理念,用以将软件从硬件设备中抽象出来,在整个移动通信行业对于IT平台的需求越来越高的背景之下,目前已被成功地应用于无线移动宽带通信系统。此外,SDN是对于NFV网络架构的一种扩展,现在说SDN,往往指的是SDN+NFV。当移动通信基础网络运营商在其网络中部署了SDN技术之后,就能够在前端利用软件实时、智能、自动地对网络拓扑进行灵活配置,以疏导网络流量、满足用户的个性化及定制化需求等(比如,在峰值时段,如果用户的接入带宽不够用,就可以实时地增加所需的额外带宽,以保证用户的业务体验质量)。截至目前,很多的移动通信基础网络运营商已在其部分或整个4G网络中部署了NFV以及SDN技术。
如果在无线移动宽带通信网络之中既部署NFV技术,又部署SDN技术,则网络架构将会得到进一步简化(这样,进一步的升级就会更加容易),于是就可以降低网络部署成本,同时也具有减小移动通信基础网络运营商的网络运维成本的潜力。此外,由于网络容量仅在需要的时候才做配置——而且是定向的配置,那么就能降低网络对于电能的消耗,从而也就可以进一步地降低网络运维成本。
然而,另一方面,将现有无线移动宽带通信系统转换至基于IT的软件功能架构,将会增大移动通信基础网络运营商在网络配置与管理方面的复杂度,而且也要求员工掌握新的工作技能。
2、多层异构组网
相比于仅部署了单一无线接入技术的网络,多层异构网络可以持续地为用于提供高质量的用户使用体验。
由于可以非常灵活地随时在任何有需要的地方部署,小基站就成了移动通信基础网络运营商部署多层异构网络的“重头戏”。但是,随之而来的问题是这些巨量小基站的供电及回程(尤其是部署于偏远地区的哪些小基站)。
此外,在移动通信基础网络运营商的多层异构网络之中,Wi-Fi于移动数据流量卸载/分流及漫游方面发挥着非常重要的作用。传统上,移动通信基础网络运营商部署多层异构网络均是面向无线数据接入应用,但是最近,“语音”也被纳入了相关的应用范畴——尤其是“苹果”在2014年9月所发布的iPhone 6具有Wi-Fi Calling的功能之后。
随着苹果公司iOS 8以及iPhone 6、iPhone 6+的推出,Wi-Fi Calling成了时下一个热点话题。Wi-Fi Calling,顾名思义,就是支持智能手机在Wi-Fi环境中完成传统意义上需要移动通信基站才能完成的通话、短信等服务。
目前,在许多没有移动通信网络覆盖的区域内,一般都有非常多的、非可信的Wi-Fi网络的部署,因此,Wi-Fi Calling可以很好地弥补移动通信运营商(包括移动通信基础网络运营商与移动通信虚拟运营商)的核心服务,有效地提高用户粘性,一些LTE覆盖较差的运营商可能会更积极推进Wi-Fi Calling业务的规模部署。
另外,Wi-Fi网络的运营成本也远远低于移动通信网络,Wi-Fi Calling因此还能大大降低用户的通信支出。
更为重要的是,与一些OTT应用的免费通话相比,Wi-Fi Calling还依赖于运营商的网络,因此还可以是运营商主动抑或被动应对来自于OTT的巨大冲击的一种手段。目前,全球许多电信运营商已经陆续表示将推出Wi-Fi Calling业务。
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【独家观察】未来5G,频谱也“疯狂”
2015-02-12 08:30:47 来源:DVBCN数字电视中文网 作者:DVBCN主编 李远东
前面几篇文章中的相关应用最终能面世吗?如果都能实现:需要解决哪些技术问题?移动通信基础网络运营商在5G方面所投入的总体拥有成本是否会升高?如果升高,如何去降低?将会对未来无线移动宽带通信市场的竞合格局以及政府规制及监管产生哪些影响?
通过进行前所未有的大力创新(技术方面与商业模式方面),全球的移动通信取得了从最初的3G移动通信网络到现在的第四代/第四代半无线移动宽带通信网络的进步,从而改变了移动通信行业本身,也极大地改变了整个社会的一些传统行业。如果未来的5G无线移动宽带通信网络能在技术方面实现面向4G/4.5G的更新换代,我们就可以预见到,未来的无线移动宽带通信将给移动通信行业及整个社会带来更为巨大的转变。
对于未来的5G,提高无线移动宽带通信网络的移动连接数量,或者通过研发新兴的无线接入技术来大幅提高每个移动连接的性能,或者两相并举,将会给全球的移动通信基础网络运营商带来很多不同的影响。这就意味着,未来5G无线移动宽带通信网络的最终设计将可能是从不同空口技术、网络拓扑结构以及商务能力中选择其一。
既然如前面几篇文章所述,未来5G无线移动宽带通信系统对于全球的移动通信基础网络运营商将产生巨大的影响,那么,全球的移动通信业界就需要应对一系列的挑战——尤其是来自于无线频谱以及网络拓扑结构这两方面的挑战。
虽然目前有一些低频段的无线频谱具有用以满足截至目前所提出的5G的那些应用需求的潜力,但是全球的移动通信业界越来越重视对于基于更高频段的无线移动宽带通信网络的研究。目前,全球的移动通信基础网络运营商、主流移动通信设备供应商以及相关科研机构正合力研究基于6 GHz频点(含)以上的5G移动通信系统,而且据报道,相关的最高频点已经达到了300 GHz。另一方面,当无线移动宽带通信网络使用更高的物理频段时,小区的覆盖半径就越小,于是,通过传统的网络拓扑结构来组网以获得广泛的覆盖就面临着一定的挑战。
将波束成形技术应用于未来基于6 GHz频点(含)以上的无线移动宽带通信网络技术已成为全球移动通信业界的共识。然而,这就意味着,射频波束必须精准地指向用户的移动通信终端设备。由于在异常复杂的无线环境中,电波的传播特性与其在有线通信系统中的不一样,射频波束就必须要不断地主动“跟踪”用户的移动通信终端设备。可以预见的是,这项创新型技术如果在未来的5G无线移动宽带通信网络中得到大规模的部署,则每个移动通信基站就将会在任何时候都同时发射出成百上千个高指向性的、强方向性的独立射频波束,不断“跟踪”用户的移动通信终端设备并支持其通信,如此一来,网络部署与运维成本就会很高。
此外,高阶调制的MIMO也是全球移动通信业界所经常讨论到的用于提高未来无线移动宽带通信网络系统容量的潜在技术解决方案。其中,信号的发射端与接收端均有多幅天线,这样,一个移动通信终端设备就与基站之间同时以空分复用的方式建立了多条无线传输路径与多个移动连接。但是,高阶调制的MIMO系统中“天然地”存在着无线干扰问题,从而就需要研发具有优良效果的干扰消除技术——目前所探索到的较好的相关解决方案是自动、智能、实时地调整某一幅或某几幅天线的发射方向。
目前,全球的移动通信业界也在面向现有4G无线移动宽带通信网络的后续演进版本研发上述的技术,相关研发也将持续至未来的5G时代。由于与低频段网络不同,使用6 GHz频点(含)以上的物理频段构建5G无线移动宽带通信网络,需要采用全新的无线接入技术。考虑到构建出未来理想的网络拓扑结构需要采取不同的基础设施架构,移动通信基础网络运营商届时就必须要重新思考已有的商业模式是否仍将适用这一问题。
从历史经验看来,新技术的部署及运维成本一般很高,而且非常耗电,从而就与业界对未来5G无线移动宽带通信网络关于大幅降低整个网络的电能消耗的需求“背道而驰”。
综上,主流的移动通信设备商正在研究将波束成形技术与大规模、高阶调制MIMO技术部署到移动通信终端设备。如此一来,对于用于未来5G无线移动宽带通信网络的共同频段的全球协调就将明显地依赖于能实现在高频段上进行无线移动宽带通信广域覆盖的相关技术。
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