手機終端論文：手機終端對通信作用的探究
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本文作者：張磊黎飛龍作者單位：江蘇省郵電規(guī)劃設(shè)計院有限責(zé)任公司
1忙時平均業(yè)務(wù)使用量
1）CS（電路域）呼叫次數(shù)和PS（分組域）呼叫次數(shù)
智能手機除普通手機的基本語音通話功能外，還具有大量應(yīng)用業(yè)務(wù)（較多應(yīng)用業(yè)務(wù)需要網(wǎng)絡(luò)支持），因此改變了傳統(tǒng)用戶的行為特性。根據(jù)某運營商數(shù)據(jù)分析，智能手機在單位時間內(nèi)產(chǎn)生的PS呼叫次數(shù)是普通手機產(chǎn)生次數(shù)的10~20倍，單位時間內(nèi)產(chǎn)生的CS呼叫次數(shù)兩者基本持平。同時，在某一時間段，智能手機PS呼叫次數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其CS呼叫次數(shù)。
2）上/下行數(shù)據(jù)量
對比某月數(shù)據(jù)，智能手機平均月流量達(dá)188MB，比普通手機21MB的流量高出近9倍。智能手機在單位時間內(nèi)上傳數(shù)據(jù)量是普通手機的5~20倍，下載數(shù)據(jù)量是普通手機的13~50倍，兩者上/下行數(shù)據(jù)量相差明顯。3）高負(fù)荷智能手機與數(shù)據(jù)卡數(shù)據(jù)量相當(dāng)目前，智能手機軟硬件都較強大，具有高速度處理芯片、大容量存儲芯片和存儲擴(kuò)展能力，具有面積大、標(biāo)準(zhǔn)化、可觸摸的顯示屏，支持播放式的手機電視，支持GPS（全球定位系統(tǒng)）導(dǎo)航等特點，在CPU（中央處理器）運算速度、RAM（隨機存儲器）和存儲空間上都接近PC機，部分智能手機用戶的行為模式相當(dāng)于PC+數(shù)據(jù)卡，高負(fù)荷智能手機與數(shù)據(jù)卡數(shù)據(jù)量相當(dāng)。
2數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)使用特點
1）智能手機應(yīng)用使用頻度高
智能手機應(yīng)用繁多，如網(wǎng)頁瀏覽、微博、聊天、社區(qū)交友、導(dǎo)航地圖、郵件等。用戶會頻繁使用這些業(yè)務(wù)，但是智能手機平均每個PS呼叫的數(shù)據(jù)下載量較低，根據(jù)數(shù)據(jù)顯示，超過75%的數(shù)據(jù)下載量低于5kB，且每次呼叫的持續(xù)時間都較短，平均為24s。
2）永遠(yuǎn)在線與快速休眠
智能手機的永遠(yuǎn)在線特性主要體現(xiàn)在手機的永遠(yuǎn)在線和應(yīng)用的永遠(yuǎn)在線兩部分。手機的永遠(yuǎn)在線是指：智能手機時刻保持PDPcontext（分組數(shù)據(jù)協(xié)議上下文）激活，一旦檢測到PDPcontext被去激活，手機將會立即發(fā)起激活消息。應(yīng)用的永遠(yuǎn)在線是指：智能手機含有大量的永遠(yuǎn)在線的應(yīng)用業(yè)務(wù)，比如流行的QQ、MSN、PushEmail、狀態(tài)服務(wù)、位置服務(wù)、天氣小插件等，這些聊天、社區(qū)應(yīng)用及服務(wù)應(yīng)用需要頻繁收發(fā)小數(shù)據(jù)包來保持IP連接開通，通常此類操作每隔幾秒鐘或幾分鐘就發(fā)送一些keepalive的消息，數(shù)據(jù)量<<1kB，即通常所說的“心跳連接”或“保持活動”。智能手機永遠(yuǎn)在線的特性使得網(wǎng)絡(luò)為此進(jìn)行了很多額外的無線信道分配和創(chuàng)建。同時，智能手機由于應(yīng)用繁多，使用頻率高，手機電池成為瓶頸。為了節(jié)約電池耗電量，延長待機時間，智能手機具有快速休眠的功能，智能手機在發(fā)送消息到網(wǎng)絡(luò)完畢后強制把自己從RRC（無線資源控制協(xié)議）connected狀態(tài)切換到idle狀態(tài)，讓手機回到空閑模式，導(dǎo)致每次發(fā)送消息都要重新進(jìn)行RRCrequest和RAB（無線接入承載）setup，發(fā)送完畢又強制釋放連接。智能手機的這種切換是為了解決節(jié)能與永久在線的矛盾，但這種狀態(tài)切換會產(chǎn)生大量的信令，增加了網(wǎng)絡(luò)的信令負(fù)荷。頻繁釋放和接入會增加接入信道和尋呼信道負(fù)荷，增加了基站控制信道的負(fù)荷和對基帶資源的使用，雖然流量較小，但當(dāng)用戶數(shù)量較大時可能使基站出現(xiàn)接入困難和網(wǎng)絡(luò)擁塞等情況。同時給BSC（基站控制器）業(yè)務(wù)及信令板處理能力，PDSN/SGSN（分組數(shù)據(jù)支持節(jié)點/服務(wù)GPRS〔通用分組無線服務(wù)〕支持節(jié)點，核心網(wǎng)分組域組成設(shè)備）系統(tǒng)容量配置，AAA（認(rèn)證、授權(quán)、計費，網(wǎng)絡(luò)安全系統(tǒng)）處理能力等都帶來影響。
終端發(fā)展促進(jìn)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展
1終端與CDMA（碼分多址）增強技術(shù)
CDMA增強技術(shù)可以在保護(hù)運營商現(xiàn)有投資的基礎(chǔ)上，利用簡單的軟硬件升級提升網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)容量、動態(tài)利用網(wǎng)絡(luò)資源、節(jié)約頻率資源、改善用戶體驗等。該技術(shù)的實現(xiàn)同時需要終端升級的支持。手機終端朝著網(wǎng)絡(luò)增強化發(fā)展。
1）EVRC-B技術(shù)
EVRC-B是高通提出的第四代聲碼器(4GV)技術(shù)，是完全基于核心網(wǎng)絡(luò)的語音編碼技術(shù)，為網(wǎng)絡(luò)運營商提供了一種在語音質(zhì)量與容量之間進(jìn)行動態(tài)調(diào)整的手段。EVRC-B編碼是在現(xiàn)有主流的EVRC（增強型變速率語音編解碼）編碼基礎(chǔ)上發(fā)展而來的新一代的CDMA話音編碼器。實現(xiàn)在基本不降低語音質(zhì)量的基礎(chǔ)上比現(xiàn)有EVRC提高大約26%的增益，從而提高了單個載頻可支持的話音用戶數(shù)。EVRC-B技術(shù)的應(yīng)用需要網(wǎng)絡(luò)側(cè)與終端側(cè)設(shè)備同時支持EVRC-B功能。終端側(cè)實現(xiàn)方式主要依靠終端芯片支持，目前高通芯片絕大部分支持EVRC-B編碼技術(shù)。另外，終端側(cè)應(yīng)開啟EVRC-B功能開關(guān)，并將優(yōu)選SO（服務(wù)選項）值設(shè)置為3，備選SO值設(shè)置為68，實現(xiàn)在起呼消息及尋呼響應(yīng)消息中Service-Option字段SO=3，ALT-SO字段SO=68。
2）QLIC（前向鏈路干擾消除）技術(shù)
QLIC的基本原理是在傳送信號到傳統(tǒng)的RAKE接收機前，接收信號中減去已經(jīng)解碼的信號，避免已解碼信號對未解碼信號形成干擾，從而提高后續(xù)用戶解碼的信噪比，由易到難逐步解調(diào)出信號信息。這樣消除了激活集內(nèi)公共信道及其他用戶的業(yè)務(wù)信道產(chǎn)生的干擾，干擾減少后，在保證最小的SNR（信噪比）的前提下降低終端對前向功率的需求，從而增大了前向的容量。QLIC技術(shù)僅需要終端側(cè)實現(xiàn)，網(wǎng)絡(luò)側(cè)無需做任何改動，對現(xiàn)網(wǎng)用戶無影響。該技術(shù)用于前向鏈路，提高前向鏈路增益，反向鏈路沒有增益。支持QLIC的終端成本增加不大。
3）MRD（終端接收分集）與MTD（終端發(fā)射分集）技術(shù)
MRD技術(shù)是在手機終端側(cè)增加了一個額外的天線，來完成分集接收，從而通過增加終端成本提高前向鏈路容量。利用此技術(shù)提升網(wǎng)絡(luò)容量不需要對網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行改進(jìn)，網(wǎng)絡(luò)協(xié)議也無需改善，是一種設(shè)備本身能力的增強，目前大多數(shù)商用終端芯片都支持MRD技術(shù)。MTD技術(shù)采用終端發(fā)射分集技術(shù)，終端能利用額外的傳輸鏈路和天線傳送數(shù)據(jù)，該技術(shù)能提高整個網(wǎng)絡(luò)的性能。在無需更改網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施情況下，邊緣小區(qū)終端用戶的反向鏈路數(shù)據(jù)速率能提高80%。
2終端與LTE技術(shù)
然而LTE終端市場的瓶頸依舊，距離規(guī)模性出貨還需一段時間，尤其突顯在中國市場。LTE的接入帶寬較大，加上MIMO（多輸入多輸出）等技術(shù)特點，對終端是一個非常大的挑戰(zhàn)，如終端的功耗、終端的體積、集成電路、芯片等都面臨挑戰(zhàn)，真正的LTE商用的手機終端可能需要更高的集成電路工藝，所以這與集成電路工藝水平的提高有很大關(guān)系。LTE初期主要承載數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，因此初期手持終端中LTE模式定位于數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，復(fù)雜化的網(wǎng)絡(luò)促使寬帶多?；疞TE終端發(fā)展。
