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移动端

一、移动通信的前世今生(2)

《大话5G——走进万物互联新时代》在5G席卷全球的大背景下,本书对5G的相关知识进行通俗解读,以满足大众对5G的求知欲。本节为大家介绍移动通信的前世今生。

作者:S^2 微沙龙来源:机械工业出版社|2017-12-05 14:50

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一、移动通信的前世今生(2)

上行 64 QAM:Release 8引入了吗?

根据 RAN2定义的终端无线接入能力, LTE Release 8引入了 5种能力的终端类型( UE category)。其中, category 5终端可达到的上行传输速率是昀高的,即 75Mbit/s,这是因为 category 5终端能支持上行 64QAM。从 RAN1物理层标准的角度, LTE Release 8也已引入支持上行 64QAM的调制编码方式、传输块大小定义和层 1信令等。

然而, RAN4对上行 64QAM的支持并不完整。在 Release 8阶段,RAN4已定义基站接收上行 64QAM 的基带解调性能指标;但并未定义终端的 64QAM射频发射性能指标。

近来,随着亚洲和欧美市场对上行速率提升的要求,以及终端芯片能力的进步,业界对 UL 64QAM的需求逐渐清晰。 2014年 12月,3GPP启动了一个 RAN4主导的 Release 13工作项目“ UE core requirements for uplink 64QAM”,以定义支持 64QAM的终端射频发射指标,包括: EVM(Error Vector Magnitude)、MPR(Maximum Power Reduction)和 A-MPR(Additional MPR)。此外,从 Release 12开始,RAN2引入了相关信令,使终端能够告诉网络侧其是否支持上行 64QAM。

z载波聚合: Release 10就支持 5个载波单元了吗?根据 3GPP TR 36.913,LTE-Advanced的系统设计目标是达到下行 1Gbit/s和上行 500Mbit/s的峰值速率。

在单载波昀大 20MHz系统带宽时:即使支持 4发 4收的 4流数据传输,下行可达峰值速率为 300Mbit/s;即使终端支持 64QAM发送和双流数据传输,上行单流传输的峰值仍为 150Mbit/s。为了向 1Gbps/500Mbit/s的下/上行峰值速率迈进,聚合多个载波单元成为 Release 10不可或缺的演进方向。

实现完整的载波聚合标准,大致需要三部分工作:

-RAN1:物理层标准的引入,包括引入多载波的上下行控制信令、信道信息反馈和多载波的上行功控等。

-RAN2:层 2和层 3协议支持、信令支持,基于基带处理能力的终端分类(即引入新的 UE category)。

-RAN4:针对不同频段组合的射频指标定义。从 RAN1来看,Release 10就可以支持昀大 5个载波单元(共 100MHz带宽)的下行和上行载波聚合;并在 Release 12引入了 FDD+TDD的载波聚合。

RAN2高层协议 /信令的支持与 RAN1是基本一致的。从 TS 36.306中 UE category的引入来看,如表 1-1所示,在基带侧以下载波聚合是 Release 10新引入的。

表 1-1 LTE-A Release 10新引入的终端等级

RAN4需要针对每个频段组合分别定义载波聚合的射频指标。对于带内连续(同一频段内、载波单元相邻)、带内非连续(同一频段内、载波单元不相邻)、带间(不同频段)载波聚合,射频收发机和射频前端的设计是有较大差别的。而且频点的高低、每个频段的通带宽带、多载波单元之间的频点间距,都会影响射频实现的成本和难易程度。

从 RAN4的角度,如表 1-2所示,Release 10可支持的昀大下行载波数为 3,上行载波数为 2,与 RAN1/2所标称的 5个载波聚合还有一段距离。

表 1-2 RAN4射频支持的载波聚合

(续)

下行 4接收 MIMO、上行 64QAM高阶调制、多载波聚合都是能够线性提升 LTE空口传输速率的重要手段,是实现 LTE多项标志性峰值速率的必要途径。然而,这些 RAN1/2早已支持的功能,并未“同步”完成在 RAN4

(以及后续 RAN5)的性能指标和测试例定义时期。由于设备能力、市场需求等多种实际性因素,这些原以为早就引入了的 LTE功能,其实是在后续的版本中才逐渐支持的。

从 LTE/LTE-Advanced的第一个版本 Release 8到目前在研的 Release 13,为增强系统性能,逐步引入一些先进的功能,而大多数功能都是“可

选”的。即使各个 WG都从标准上完整地支持了这些功能,但也只是走完了第一步。这些功能能否在实际网络中落地和大规模使用,还取决于网络和芯片/

终端厂家的产品实现路标,以及运营商的部署策略。

3. VoLTE:基于 IP的 4G新语音业务

VoLTE即 Voice over LTE,它是一种 IP数据传输技术,无需 2G/3G网,全部业务承载于 4G网络上,可实现数据与语音业务在同一网络下的统一。换言之, 4G网络下不仅提供高速率的数据业务,同时还提供高质量的音视频通话,后者便需要 VoLTE技术来实现。

(1)VoLTE能带来什么样的体验

VoLTE技术带给 4G用户昀直接的感受就是接通等待时间更短,以及更高质量、更自然的音视频通话效果。与 2G/3G窄带语音相比, VoLTE采用了 AMR-WB高清语音编解码技术,通过提高采样率,将窄带语音的音频编码范围从 300~3400Hz,扩大到 50~7000Hz。AMR-WB扩展出的 50~ 300Hz的低频部分,能够有效降低窄带语音尖细的特点,呈现更加真实、自然、舒适的语音效果。因此, VoLTE高清语音能以近乎原声的音质传输语音,使用户获得如同面对面对话的通信体验。另外,在呼叫接续的时长上,VoLTE亦较 2G/3G有大幅缩短。业界测试表明 VoLTE呼叫接续时间可减低至 0.25~2.5s,比 3G语音通话(平均连接时间为 5s)缩短了 2~20倍,大大改善了用户的通话体验。

(2)VoLTE离我们还有多远

VoLTE要实现大规模商用,需要具备三个条件: LTE网络大规模覆盖、网络建设改造完成、产业链能够提供支持 VoLTE的终端产品。随着全球运营商 VoLTE部署节奏正在加快,国内运营商也根据实际情况纷纷抢先布局,2016 -2017年将先后启动商用。中国移动表示, VoLTE是 2016年中国移动为客户提供的重点业务,全年将实现 3000万客户的发展目标。中国电信在 2015年 7月份也正式发布了 VoLTE发展路线图: 2015年,进行技术试验及验证,技术规范和方案制定; 2016年,开展大规模网络建设,在芯片、终端、网络、业务、互联互通和 IT等方面测试联调; 2017年底,使 4G网络达到天翼 3G网络同等覆盖水平,实现 VoLTE商用。

(3)VoLTE是流量收费还是时长收费

目前国际领先的运营商根据各自的市场及业务情况,选择 VoLTE的计费方式各有差异。一是将 VoLTE语音作为流量套餐包的一部分免费提供。如北美运营商 AT&T、Verizon、Sprint均采用这种计费方式。二是将 VoLTE语音与传统语音计费保持一致,采用时长计费。日本运营商 NTTDoCoMo、 KDDI、软银及韩国运营商 SK电讯、韩国电信、 LGU+均采用这种计费方式。不难发现,目前,更多商用 VoLTE的运营商采取的是更加现实的策略,就是 VoLTE技术上走的是流量,但是计费仍然按照老方法走,如果此前是高额包月套餐内的本地或国内语音免费,则继续免费;如果此前语音是按照时长计费的,则继续按照时长计费,只不过这部分按时长计费的 VoLTE消耗的流量从流量计费里扣除。


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