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作者：LSI公司半導體解決方案業務部營銷總監Anil Mudichintala 近期，蘋果公司iPhone和智能手機等新型移動產品以及低成本筆記本、上網本的推出，大大擴展了無線數據的用途。因此，市場對增強型服務的需求不斷攀升，促使大批用戶從簡單的語音設備需求向豐富媒體和位置感知服務方向轉型。 增強型服務的發展為創新技術領先公司和用戶都帶來了巨大機遇，當然在這些機遇的背后還同時伴隨著大量技術挑戰。部署和維護基礎設施的挑戰使資本支出和運營開支不斷增加，這會降低運營商的投資回報率。其實，相關技術從2G到3G網絡轉型時就發生過這種問題，這種情況非常不利于運營商升級基礎設施。隨著3G向數據傳輸速率可達到50 Mb/s乃至100 Mb/s的長期演進（LTE）技術轉型，上述問題仍將繼續存在。因此我們非常有必要重新設計解決方案，以求深入解決基礎設施內部的問題。 演進分組系統標準（Evolved Packet System Standard），也稱為長期演進-系統架構演進（LTE-SAE）架構是第三代移動通信伙伴計劃（3GPP）推出的下一代技術。LTE采用了獨立的頻分復用（OFDM）作為其無線接入技術，并采用了多單元天線技術（MIMO）。該標準可大幅提升數據速率和吞吐量。除了LTE之外，3GPP還定義了基于因特網協議的扁平網絡架構。LTE無線接入網絡也稱為E-UTRAN，由提供LTE用戶層（PDCP/RLC/MAC/PHY）的eNodeB以及趨向UE的控制層（RRC）協議終端組成。eNodeB通過X2接口彼此互聯。eNodeB還可通過S1接口連接到演進分組核心（EPC）。 采用1.5 MHz到20 MHz的靈活頻寬后，LTE實現了標準化，因此可減少延遲，改進系統容量、覆蓋和用戶數據速度，并同時降低成本。LTE還采用了如可簡化無線電網絡運營并讓其實現自動化的自組織網絡（SON）之類的新型功能，從而降低運營開支并優化網絡性能。 由于很多領域都極其依賴于無線網絡工作，因此技術供應商所面臨的最大挑戰之一就是確保無線數據用戶能像在有線網絡上一樣高效地存取數據。然而不幸的是，智能手機應用在設計時并非專門面向無線基礎設施，而傳統的無線網絡除了處理無線媒體問題的媒體訪問控制（MAC）之外還內置了RLC/PDCP等其他層，這些層可保證順利無誤地傳輸數據。因此，我們必須使用壓縮和其他編碼技術來實現無線電資源的高效共享，而這種資源在共享的無線電頻帶內總是稀缺的。處理層的增多提升了器件架構的復雜程度。數據速率可能高達數百Mb/s，這時問題就會進一步惡化。 在技術移植中，無線運營商關注的重點是控制資本開支和運營開支，并同時確保為客戶提供最優質的體驗。推動升級的標準有多種，其中最主要的就是可擴展性和靈活性。在基站中，解決方案要從單一領域向多領域或多無線電方向發展，并應支持E-UTRAN中多Gb有線速度網絡調度和路由數據包吞吐量。解決方案還要支持傳統網絡的IP和移植路徑，并應實現同3G和2G網絡的互操作性。解決方案用以支持無線電和網絡資源高效使用的可配置性也是升級的決定因素。使用模式會隨地點和時間而變化，在此情況下，解決方案應作出適應性變化，以支持不同的速度和用戶數量要求。解決方案必須具有可配置性，從而在單領域向多領域應用擴展時滿足用戶層和控制層的要求。同時，解決方案還必須提供端到端的安全性和數據隱私保護，避免用戶遭到越來越多的垃圾郵件、惡意軟件、DoS和病毒攻擊。 此外，深度數據包智能也非常重要，要讓內置智能檢查通過無線網絡的所有數據，幫助運營商了解IP網絡情況并對其實現高效管理。這也有助于解決可用性、延遲和質量問題，且有助于網絡覆蓋和安全性問題的有效解決。 相對于重要推動因素，促進4G技術移植發展的架構類型可分為三大類，即數據層處理器、多核處理器，以及將多核與加速器相結合。 理想的解決方案必須實現有線連接速度的L3性能和獨立于用戶的L2性能。此前的技術尚未完全滿足有關標準。而非對稱的多核技術可以能將多核處理器與網絡優化的加速器引擎融合在一起，這種技術采用了可將高性能處理器和加速器連接在一起的軟件可配置互聯架構，以提供不受用戶影響的有線連接速度級性能。 總而言之，新型智能手機設備的出現和新型無線標準的發展以及隨之而來的速度提升、延遲減少，將為我們帶來真正的移動寬帶體驗，但這對運營商和電信廠商都提出了更高的挑戰。組合不同頻率的不同無線電技術、并處理不同的協議要求需要智能技術和較高的靈活性，這也是今后發展的必然要求。 多標準無線電基站和非對稱多核處理器技術只是實現LTE技術順利移植的第一步。移植需要靈活性，同時還要以更低的功耗和成本改進性能。在本領域提供解決方案的芯片制造商將在促進下一代無線網絡的構建中發揮更加重要的作用。 |
