移动行业如何支撑千倍的宽带流量增长?

编者注:Prakash Sangam是Qualcomm的高级技术营销经理,针对移动流量的迅猛增长,他提出了自己的应对办法。其简要结论是运营商采用small cell、频谱共享、网络优化技术针对不同场景量身定做解决方案是有可能满足千倍级的移动流量增长需求的。

过去几年的移动数据流量每年都要翻番,这种情况无疑还将延续多年,促使整个行业必须采取重大举措加以应对。“增长1000倍”的目标表达出了大家的看法(即10年流量连续翻番)。这无疑使一个艰巨的挑战。有没有可能支撑这一增长率呢?通过对技术进展情况的检视,这个信心可以有。这项挑战将会测试若干的技术极限(如香农极限),同时也都是对我们通过创新征服挑战的那种人定胜天信仰的考验。

也许有人会说1000倍的说法有些夸张。但是,在智能手机迅速普及,移动应用随时随地运行的情况下,过载的网络必将导致网速放缓、视频卡壳、游戏无响应等问题,结果就是移动体验不佳。

怎么办?首先你可能会改造已有网络,紧接着演进到3G、4G和Wi-Fi。但是这种量级的挑战需要更多的资源,更重要的是必须要有彻底革新的资源获取、部署、管理及优化方式才能应对挑战。

小就是大

Small cell早已在移动运营商那里流行。但是,还不够,我们需要这样的基站无所不在—包括室内和室外,居民区和企业都要分布到位。而且3G、4G、Wi-Fi都要搭配(通常是一体化集成),还得采取各种不同的形式:用户安装的femto(豪微微蜂窝)、运营商安装的picocell(微微蜂窝)、Metrocell、中继、RRH(远程无线电头)、分布式天线系统等。

部署这种异构的、大杂烩式的基站(即HetNet)还仅仅是挑战的一部分。small cell基站由于部署得很紧密,会相互干扰并还会影响到宏蜂窝。必须采取先进技术来降低这些干扰,从而可以提高网络的总体容量。某些技术已经得到应用,业界正在致力于增强这些技术,让small cell的部署密度可以进一步提高并且让网络更加健壮。已有研究表明,总体网络容量可以随small cell密度增长,并确认容量提高1000倍更多是什么时候、怎么做的问题,而不是能不能做到的问题。

由于small cell的部署牵涉到非常多的变量,因此也会衍生出许多的商业案例、部署模式以及市场引入策略的组合,需要加以选择。

比较有前途的一种模式是“Neighborhood Small cells”,这是一种成本极低、即插即用、开放性的室内small cell网络。既能保证极高的室内容量,也可保障其最接近的“邻居”良好的室外覆盖和容量。这一模式性价比很高,因为small cell是由客户部署的,回程也由客户提供,这可以节约运营商的时间和金钱。研究表明,大概9%作用的家庭渗透率就能让容量提高500倍,20%的渗透率加上10倍的频谱即可让网络容量提高1000倍。

频谱,宝贵的频谱

运营商都渴望得到更多的频谱,不幸的是剩下的频谱不够大家用。3G/4G频谱的机会在3.5GHz之类的高频上。这些频段由于覆盖范围较小,此前的利用率尚不太高,但这一限制令其对small cell充满了吸引力,因为覆盖面不广可降低干扰。

针对无法清理频谱的情况,业界提议建立一个名为Authorized Shared Access(ASA)的机构,由该机构来释放数百MHz的频谱资源给3G/4G服务使用。

有些频谱资源的持有者(如政府机构)由于自身属性关系并不会充分使用自己的频谱资源。比方说,美国海军雷达仅在海岸线上使用被分配到的频谱资源,尽管分配给他们的频谱资源的使用范围是全美国。在这种情况下,ASA就可以允许现有的频谱持有者与3G/4G运营商根据互惠互利、互不干扰的原则共享使用这一未充分利用的频谱资源(按照时间和地域共享)。

此外,Wi-Fi还需要更多非授权的频谱资源。最近运营商十分热衷于对Wi-Fi的利用,因为此举可以分流3G/4G网络的流量,减缓其压力。

1+1>2

网络和移动设备越来越复杂,app和服务市场又在爆发式地增长,因此,网络的各个部分进行优化并且协作良好就显得至关重要,唯有这样才能够提供更高的容量更好的用户体验。

一个很好的例子是当设备处在3G、4G、Wi-Fi等覆盖下,宏蜂窝和small cell共存的场景时。此时设备应当具备根据信号强度、数据速率、网络拥塞情况及在用的应用服务情况等优选最合适链路的智能,这样才能够提供最佳体验,同时还能发挥出整个系统的最好性能。

目前已出现了许多可以针对特定应用提高容量的创新技术(有的正在研发)。比方说,LTE广播(eMBMS)允许运营商在用户集中并发访问相同内容时采用广播模式高效地提供多媒体服务。LTE Direct是另一项允许设备相互之间直接有效连接的技术(尤其适用于点对点应用),这样做可以避免将连接路由到宏网络去。

量身定做

由于移动业务的多样性,显然并不存在包治百病的解决方案。每一家运营商都必须对策略进行量身定做来满足需求。但是,最重要的是我们知道移动流量的千倍挑战是有可能找到应对之道的。