尽管人们普遍呼吁增加移动数据的频谱,但已有广泛的技术正在被使用或探索,这些技术可以帮助提高网络速度,或推迟需要清除更多频率的日子。
频谱是移动服务的命脉。威瑞森无线计划从一群有线电视运营商那里购买20MHz的频谱,美国司法部对此表示不满批准周四,是这种无形资源如何重要的是移动运营商的最新迹象。
在电波的任何服务需要它不被干扰所淹没可以使用的频率,它使用的频率是否来自独家授权或从共享安排。数据的多个数据包正在通过网络交换,将需要更多的频谱进行他们 - 除非别的东西做。
多年来,移动运营商、技术供应商和政府一直在就移动网络接近容量发出警报,而且这些警报越来越响。投资银行瑞士信贷(Credit Suisse)去年发布的一份研究报告称,全球移动网络的平均容量为65%,而北美网络的容量为80%。美国联邦通信委员会(U.S. Federal Communications Commission)曾在2009年表示,预计未来五年移动数据流量将增长35倍。设备供应商爱立信预计,到2016年,销售额将增长10倍。此外,需求的增长是不可预测的,因为不断有新的申请出现。过载的频段会降低用户的移动体验。
为了满足这一需求,监管机构和运营商正试图为移动数据服务提供更多的频谱。在美国2009年,FCC承诺在未来几年增加500MHz的频谱用于移动宽带。美国移动产业组织CTIA要求使用800MHz。
然而,如果对流量增长的预测成为现实,就没有足够的“新”频谱来跟上它。供给和需求的数量级不同。例如,根据独立行业分析师Andrew Seybold的说法,如果FCC明天拍卖300MHz,而美国最大的两家运营商将其分拆,这将使他们在平均市场上的频谱增加不超过两倍。(他说,到那时,将需要三、四年时间才能将频谱上网。)
为了填补这一增长速度的差距,政府和业界都认为至少需要双管齐下,既要有更多的频谱,也要有更好地利用现有频谱的策略。航空公司也在采取措施抑制需求的增长。
下面是一些技术的概述,这些技术可以帮助你避免手机危机。它们主要分为三类:更多地利用服务提供商现有的移动数据频谱,更好地利用所有可能的移动频率,以及减少分配给移动服务的频谱需求。
更好地利用现有频谱
1.小细胞
移动运营商可以在现有频谱的基础上为更多用户提供服务,并提供更好的性能。一种方法是安装较小的单元来补充覆盖整个社区的传统“宏”单元。只要这两种手机不互相干扰,用户的移动设备就可以连接到街角或办公室的小手机,只与附近的其他用户共享。如果该区域中有足够多的小单元,则用户可以从一个单元转移到另一个单元,而不必对宏单元征税,对于不在小单元区域附近的订户,宏单元仍然可用。
小单元论坛产业小组说,在一个宏单元的范围内仅设置4个小单元就可以从最近的发射塔分流56%的数据流量。所有这些要求的频谱量与运营商运营原始基站所需的频谱量完全相同,这让更多的用户同时使用网络。
2.LTE-Advanced
下一代LTE实际上是标准的第10版中出现的各种新功能,该版本现已完成,预计明年开始部署。虽然它的理论引起了人们的注意最大吞吐量诺基亚西门子网络公司全球LTE产品营销主管Arne Schaelicke表示,LTE- advanced的100Mbps(比特/秒)增强主要是为了高效利用频谱。这些进步包括每个小区使用更多天线的能力,以及管理宏小区和小小区之间干扰的机制。
LTE细胞已被限于两个天线,但随着新标准,他们可以配置多达八个,来创建数据的八个独立流更高的吞吐量。为了让宏和小细胞在同一地区工作,LTE-Advanced的两种类型细胞相互背过一次毫秒,使他们能够使用相同的频率,而不是相互干扰的提供了一种方式,Schaelicke说。
3.载波聚合
然而,LTE-Advanced的最大的好处是有望成为载波聚合。标准的这一部分使服务提供商能够结合频谱的多个小块为一个块是足够大,可以提供强大的LTE服务。他们甚至就可以说是在广泛不同频带的频率绑在一起,同时已获得许可的频谱,否则可能出现了未使用或未充分利用的优势。
大型WiMax运营商Clearwire计划在明年推出lte高级网络。该公司首席技术官约翰•索德(John Saw)表示,该公司计划使用运营商聚合技术,将两个20MHz频段合并成一个40MHz频段。这将超过Verizon和AT&T在大多数市场上使用的20MHz LTE。不过,Saw表示,任何载波聚合移动都必须使用经过3GPP认证的频谱组合,这样设备制造商就有了相应的规范。
4. TDD-LTE
另一种可以帮助服务提供商更有效地利用频谱的技术是TDD-LTE(时分双工LTE)。大多数运营商使用FDD(频分双工)系统来建立他们的网络,这种系统使用两个成对的频带,一个用于上游,一个用于下游流量。有些是监管机构要求的。另一方面,TDD-LTE使用一个频谱块来处理两个方向的通信,并根据它们在网络上所能占用的时间将其隔离。使用TDD-LTE技术的Clearwire表示,这更适合实际的通信模式,并让运营商在如何使用其频谱方面拥有更大的灵活性。
“TDD允许我根据客户的行为来调整频谱资源,”Clearwire的Saw说。他说,这个系统还可以使合并多个频谱块变得更容易,因为每个频谱块不必与另一个相匹配。
更好地利用所有频谱
5.频谱共享
一些专家说,现在是时候扔掉专门为商用移动服务的某些频率分配的整个概念,或任何独占使用。相反,他们主张移动运营商现有用户,如政府机构共享频谱。
在今年早些时候发布的一份报告显示,美国总统的顾问委员会科学和技术的建议商务部长识别频率,其中商业和联邦用户可以共存的1,000MHz。“这项研究发现,今天的频谱的明显短缺,其实是带来了,因为频谱的方式管理的错觉,”报告说。
报告说,技术的进步,包括小蜂窝网络和无线电性能的改善,有助于移动网络使用与其他服务相同的频率,只要潜在的干扰信号不超过一定的水平。它以Wi-Fi在无授权频段的成功为例。该组织表示,共享将使频谱的有效容量增加1000倍。
在回应PCAST报告时,美国移动运营商的主要行业组织CTIA对其结论表示怀疑。CTIA表示,已清除的独家频谱是移动服务的“黄金标准”,PCAST提到的一些技术目前还无法使用。
6.光谱refarming
由于运营商采用LTE,其更有效地利用频谱比以前的技术,他们计划逐步迁移用户关闭其最古老的网络和重用这些频率。这些举措最终将提供高速数据服务的额外频谱的显著量,但它不是一朝一夕的解决方案。
本月早些时候,美国电话电报公司(AT&T)宣布,将在2017年初逐步淘汰2G GSM和EDGE网络,在各个市场将客户转移到3G和4G服务。该公司估计有12%的用户使用2G手机。5月,Sprint Nextel获得FCC批准为了使用800MHz频段的频谱,该频段现在被用于老化的iDEN网络,而且仅限于窄带技术,用于使用更宽频段的LTE服务。
7.无线网络
当移动用户从蜂窝网络到无线网络转移过来,他们的流量完全停止使用该运营商的频谱。无线网络运营商的所谓卸载策略,因为它提供非授权频谱的二发带和内置于几乎所有的智能手机和平板电脑的重要组成部分。许多运营商已经建立或收购Wi-Fi热点的广泛的网络,所有鼓励用户将他们的设备从蜂窝网络在家里移动到自己的Wi-Fi。
Wi-Fi技术的不断进步,包括预计明年将广泛使用的IEEE 802.11ac设备,使得无线局域网在处理大量用户时性能更好。有了Wi-Fi联盟这样的新系统,从蜂窝网络到Wi-Fi也会变得更容易Passpoint标准。目前正在努力让用户在由不同运营商和Boingo等聚合器运营的热点地区自动漫游。
这种体验就像是在手机网络之间漫游,它可以在稀缺的手机频率上发送更多的手机流量,帮助手机运营商在现有的频谱上延长运营时间。但预计运营商将缓慢采用新的漫游技术。消费者需要注意的是,与现在运营商拥有的热点不同的是,Wi-Fi漫游不一定是免费的对于用户。
降低网络上的数据量
8.压缩
无论使用什么频率来携带移动数据,更少的流量意味着更少的频谱需要。Broadcom的高级产品线经理Rajat Roy说,数据压缩是一种历史悠久的压缩文件的方法,但作为无线压缩的解决方案,它有其局限性。首先,视频、音频和图像等最大的文件已经使用JPEG和MPEG等标准协议进行了压缩。对于其他类型的文件,业界仍在试图确定一个共同的标准,以便移动设备能够有软件来解压网络中被压缩的文件。
然而,Broadcom公司针对一种类型的业务不作出巨大的文件,但往往是低效的。该公司建立的技术成可压缩的VOIP(互联网语音传输协议)分组的报头字段的无线基站的芯片。虽然声音不占用过多的带宽,包含路由等信息的数据包报头有时净荷本身大小的两倍,Roy说。压缩所述报头降低了网络上的负荷。
9.缓存
至少有两种方法缓存有助于减少对频谱的需求。一个是时移业务,降低峰值需求。在设备上,并在可移动闪存卡的存储容量不断增长的量可能会允许用户下载大文件,如视频时自动关闭时间,Tolaga Research分析师菲尔·马歇尔说。谁签署了用户内容是由SENT可以再到后来的设备上观看。安全和数字版权管理是采用这种技术可能存在的障碍,马歇尔说。
Broadcom还有另一个缓存想法:该公司配备了蜂窝基站处理器,以便在将多媒体内容发送到客户端设备时识别和缓存它。这个想法是为了不断填充无线管道上网络为文件传输分配的“时间槽”。让这些插槽空置浪费了网络容量。Roy说,Broadcom的芯片可以在内存中存储足够多的文件或多媒体流包,这样基站就可以将尽可能多的数据存储到用于该应用的每个时间插槽中。
10.减少交通信号
在某些情况下,消耗运营商频谱的不是移动视频或大型电子邮件附件,而是设备和网络之间发送的小信号。在繁忙的应用程序中,如推送电子邮件、社交网络甚至网络浏览器,这些小信号可能会累积起来。
“我们已经看到在那里运营商有很多的数据容量......他们的网络中可用的和拥塞的信令容量限制被定义的情况下,”市场的高通公司高级主管彼得·卡森说。他预计该问题变得更糟。