選擇雙模平臺(tái)構(gòu)建高性能手機(jī)
GSA 近期發(fā)布的報(bào)告指出，全球商業(yè) GPRS 網(wǎng)絡(luò)中的半數(shù)以上都已開始向 EDGE 技術(shù)升級(jí)，不過這些采用 EDGE 技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)中有超過 44 個(gè)同時(shí)部署了 WCDMA 技術(shù)。也就是說，這些網(wǎng)絡(luò)是雙模式網(wǎng)絡(luò)，即 W-EDGE網(wǎng)絡(luò)。
為了促進(jìn)3G服務(wù)的發(fā)展，運(yùn)營商和消費(fèi)者都非常需要雙模3G手持終端。雙模手持終端使用戶能夠在WCDMA網(wǎng)絡(luò)與 2.5G EDGE/GPRS/GSM網(wǎng)絡(luò)上打電話。杰爾認(rèn)為，WCDMA與EDGE (W-EDGE) 組合解決方案能夠?qū)崿F(xiàn)最高效的雙模體驗(yàn)。
本文將著重討論雙模手持終端面臨的關(guān)鍵問題之一，介紹設(shè)計(jì)人員在選擇雙模平臺(tái)時(shí)應(yīng)注意哪些問題。本文提出了這樣一個(gè)問題，即什么才是真正的雙模電話，并針對(duì)這一問題進(jìn)行了解答。
早期雙模設(shè)計(jì)難于實(shí)現(xiàn)有效切換
在最初的層次上，我們看到 2.5G 與 3G 平行的手持終端，這反映了早期雙模手持終端的設(shè)計(jì)，能夠?qū)崿F(xiàn)最基本的雙模操作。盡管這種設(shè)計(jì)是可行的，但如果我們從 3G 網(wǎng)絡(luò)覆蓋轉(zhuǎn)移至 2.5G 網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍時(shí)，這將很難實(shí)現(xiàn)有效的切換。
如何才能更好地實(shí)施雙模技術(shù)呢？關(guān)鍵在于提高集成度。提高集成度必不可少的原因有兩點(diǎn)：首先，消費(fèi)者對(duì)移動(dòng)電話的要求極高，手持終端市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)推動(dòng)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)不斷提高。消費(fèi)者心中對(duì)電話產(chǎn)品的價(jià)位有一桿明確的天平，對(duì)手機(jī)的大小與重量都心里有數(shù)，而且尤其希望手持終端在兩次充電之間的工作時(shí)間（尤其是待機(jī)時(shí)間）一定要長。其次，消費(fèi)者還希望語音質(zhì)量要高，通話不會(huì)中斷。
滿足消費(fèi)者上述愿望的關(guān)鍵在于模式切換的設(shè)計(jì)與質(zhì)量。只有確保了出色的模式切換，才能讓消費(fèi)者接受這種產(chǎn)品。我們只有通過協(xié)議棧同步、一層軟件以及2.5G 和 3G 協(xié)議棧物理層才能實(shí)現(xiàn) 3G 到 2.5G 較完美的切換，從而實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)。
模式切換的類型
如果手持終端和基站出于某種原因決定手持終端應(yīng)與另一個(gè)基站建立連接，這時(shí)所發(fā)生的一系列消息和行為統(tǒng)稱為切換。自從手機(jī)誕生以來，這種切換就一直存在，而且單就 2.5G 和 3G 手持終端與基站而言，其各自的切換都非常順利。
雙模電話允許用戶同時(shí)在 W-CDMA 網(wǎng)絡(luò)與 EDGE/GPRS/GSM 網(wǎng)絡(luò)上通話。早期雙模電話的2.5G 和 3G 通信協(xié)議棧集成度較低較差，當(dāng)用戶離開 3G 覆蓋范圍時(shí)常常發(fā)生通話中斷，這就迫使消費(fèi)者在進(jìn)入 2.5G 覆蓋范圍時(shí)不得不重新?lián)艽螂娫?。用戶?dāng)然不會(huì)允許在不同網(wǎng)絡(luò)間移動(dòng)造成通話中斷、影響使用的情況，因此我們可以很合理地指出，如果不能從 3G 到 2.5G 實(shí)現(xiàn)有效地模式切換，就不成其為真正的雙模電話。
我們已經(jīng)指出，存在不同類型的切換。問題在于從 3G 過渡到 2.5G 時(shí)電話的模式切換有多好。為了解這一點(diǎn)，我們有必要先返回頭來討論一些基本問題。
起初，我們?cè)O(shè)計(jì)3G 網(wǎng)絡(luò)時(shí)并沒有考慮到從 3G 過渡到 2.5G 的問題，因?yàn)樽畛踉O(shè)想的是 3G 網(wǎng)絡(luò)會(huì)一統(tǒng)天下。隨著時(shí)間的推移，顯然這種情況是不會(huì)發(fā)生了，因此我們?cè)?3G 和 2.5G 之間采用了多種類型的模式切換——盲式、異步式和同步式等，上述類型的切換質(zhì)量和復(fù)雜度由低到高排列。三種類型的主要區(qū)別在于切換之前所采取的測(cè)量措施以及切換的質(zhì)量與可靠性。
盲式切換不進(jìn)行測(cè)量，異步切換測(cè)量功率，而同步切換則在切換前同步測(cè)量功率。三種切換方式的質(zhì)量逐級(jí)上升，同步切換的通話間隔最小。圖1對(duì)此進(jìn)行了總結(jié)。
切換類型 測(cè)量 質(zhì)量與可靠性
功率 同步
盲切換 × × 不佳
異步切換 √ × 良好
同步切換 √ √ 出色
圖1，切換的類型
盲切換 - 如果3G移動(dòng)電話信號(hào)變?nèi)酰?G基站指示電話嘗試采用某通道的2.5G 基站，這時(shí)就會(huì)進(jìn)行切換。這種切換類型稱作盲切換，因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)不了解移動(dòng)電話能否在該通道上獲得 2.5G 基站的服務(wù)。移動(dòng)電話會(huì)停止 3G 通話并嘗試尋找 2.5G 基站。如果找到了 2.5G 基站，那么切換就是成功的，稱作“蕩秋千”，因?yàn)殡娫捯獜囊环N服務(wù)跳至另一種服務(wù)，但卻不知道能不能獲得另一種服務(wù)。由于移動(dòng)電話此前還沒有獲得某通道上的 2.5G 基站服務(wù)，因此很可能找不到該通道，這正是盲切換有很大局限性的原因。此外，除了尋找基站的時(shí)間之外，電話還要花時(shí)間來實(shí)現(xiàn)同步，這就會(huì)導(dǎo)致較大的通話停頓。
異步切換 - 愛立信網(wǎng)絡(luò)提出了壓縮模式的概念，將 3G 移動(dòng)電話信號(hào)進(jìn)行時(shí)間壓縮（數(shù)據(jù)速率提高，以保持相同的連接速度），并形成間隔。3G 移動(dòng)電話可在這段間隔中測(cè)量 2.5G 基站某通道的功率，并向 3G 網(wǎng)絡(luò)發(fā)送測(cè)量報(bào)告。這樣，3G 網(wǎng)絡(luò)就可向手持終端發(fā)出命令，向移動(dòng)電話找到的功率最好的某個(gè)基站切換。由于移動(dòng)電話事先發(fā)現(xiàn)了有關(guān)通道，能夠進(jìn)行選擇，這就提高了成功的機(jī)會(huì)，消除了盲切換的局限性。但當(dāng)移動(dòng)電話轉(zhuǎn)到 2.5G 基站時(shí)，它在重新開始通話前還要進(jìn)行同步工作，這也要花費(fèi)時(shí)間，從而造成較小的通話間隔。
同步切換 - 同步切換與異步模式基本相同，不過添加了一種新的特性，即 3G 移動(dòng)電話在壓縮模式間隔中除了發(fā)現(xiàn) 2.5G 基站的功率外，還要進(jìn)行同步工作，這就能夠明確識(shí)別 2.5G 基站的存在。在這種情況下，切換的可靠性大為提高，因?yàn)樗艽_保2.5G基站確實(shí)存在，而且移動(dòng)電話能鎖定該基站。此外，當(dāng)移動(dòng)電話切換到2.5G基站后，立即就能進(jìn)入語音通話模式，因?yàn)樗呀?jīng)掌握了同步信息。這就意味著同步切換的語音間隔實(shí)現(xiàn)了最小化，或者說同步切換幾乎是無縫的。顯示了同步切換相對(duì)于異步切換和盲切換的工作情況，手持終端可從3G基站直接過渡到2.5G 基站。
實(shí)現(xiàn)理想的雙模效果
只有電話能夠?qū)崿F(xiàn)來往于3G到2.5G 網(wǎng)絡(luò)之間的無縫切換，我們才說它是真正的雙模電話。
有些雙模設(shè)計(jì)只能實(shí)現(xiàn)盲切換。較好的設(shè)計(jì)可提供盲式和異步式切換。能夠?qū)崿F(xiàn)三種類型切換的設(shè)計(jì)為數(shù)不多。真正的雙模手持終端可實(shí)現(xiàn)三種類型的切換，實(shí)現(xiàn)最高的可靠性。
同步切換是一個(gè)復(fù)雜的過程，要求在 3G 壓縮模式間隔中運(yùn)行 2.5G 模式。系統(tǒng)設(shè)計(jì)不正確，對(duì)現(xiàn)有商用網(wǎng)絡(luò)的 2.5G 部署不了解，很容易就會(huì)發(fā)生設(shè)計(jì)錯(cuò)誤。
不過，實(shí)現(xiàn)最佳模式切換除了采用同步切換之外還有別的辦法。3G 和 2.5G 網(wǎng)絡(luò)的絕對(duì)頻率準(zhǔn)確度規(guī)范要求最大相對(duì)頻率誤差值為 500Hz。在進(jìn)行 3G 到 2.5G 網(wǎng)絡(luò)切換的系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，我們可以采用 500Hz 的標(biāo)準(zhǔn)，但實(shí)際誤差則會(huì)大得多，特別是在移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的部署階段更是如此。
只要系統(tǒng)設(shè)計(jì)出色，而且對(duì)技術(shù)細(xì)節(jié)有深入的認(rèn)識(shí)，我們就能克服頻率誤差大大超過 500Hz 的情況。規(guī)范給出的是一個(gè)基礎(chǔ)，不過即使網(wǎng)絡(luò)情況不合規(guī)范，我們?nèi)钥勺岆娫捓^續(xù)工作，盡管有的電話已經(jīng)不能提供令人滿意的用戶體驗(yàn)了。因此，除了真正雙模之外，還有更好的辦法，我們稱之為最大化雙模。圖2 總結(jié)了設(shè)計(jì)人員在實(shí)現(xiàn)最大化雙模時(shí)應(yīng)實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)。
雙模的質(zhì)量 封閉式 同步 異步 增強(qiáng)型頻率容限
基本雙模 √ × × ×
真正雙模 √ √ √ ×
最大化雙模 √ √ √ √
圖 2， 雙模的質(zhì)量
待機(jī)模式下的切換問題
我們已經(jīng)從用戶的角度討論了雙模切換，分析了通話過程中進(jìn)行切換的質(zhì)量問題。當(dāng)然，手持終端大部分時(shí)間都處于待機(jī)狀態(tài)，在這種在模式下，我們也涉及到 3G 到 2.5G切換的問題。
待機(jī)模式下的切換質(zhì)量不能直接通過用戶通話體驗(yàn)來檢驗(yàn)，而是要通過手持終端的待機(jī)時(shí)間長度來檢驗(yàn)。用戶希望電池體積不要太大，并保持足夠長的待機(jī)時(shí)間。移動(dòng)運(yùn)營商也把這一點(diǎn)作為重要的性能指標(biāo)。
系統(tǒng)待機(jī)模式下從 3G 到 2.5G 切換時(shí)的質(zhì)量，以及反方向切換時(shí)的質(zhì)量，都會(huì)影響待機(jī)時(shí)間。這是由于待機(jī)模式切換從技術(shù)上說在用戶未通話情況下由 3G 移向 2.5G 覆蓋范圍時(shí)對(duì) 3G/2.5G 網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行選擇。在這種情況下，手持終端要在待機(jī)模式下選擇 3G 和 2.5G 網(wǎng)絡(luò)，而這會(huì)消耗電池電量，減少待機(jī)時(shí)間，這也正是我們要特別注意的問題。既要支持待機(jī)模式切換，又要保持較低功耗，這需要一定的設(shè)計(jì)技巧。待機(jī)模式下在 2.5G 網(wǎng)絡(luò)之內(nèi)選擇不同基站的系統(tǒng)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)已經(jīng)經(jīng)過實(shí)踐檢驗(yàn)，這對(duì)雙模手持終端的切換至關(guān)重要。市場(chǎng)上推出的一些早期手持終端并不能實(shí)現(xiàn)令人滿意的待機(jī)時(shí)間。
總結(jié)
杰爾公司認(rèn)為，運(yùn)營商與消費(fèi)者都希望雙模切換能夠?qū)崿F(xiàn)一些基本的功能。只有滿足上述這些要求，我們才能在高度競(jìng)爭(zhēng)的市場(chǎng)中推出獨(dú)樹一幟的手持終端，這對(duì)產(chǎn)品成功是至關(guān)重要的。因此，我們需要考慮兩大問題：通話過程中的切換質(zhì)量和待機(jī)模式下切換的低功耗。
手持終端應(yīng)實(shí)現(xiàn)最大化雙模切換，既要為所有網(wǎng)絡(luò)功能提供最佳支持，又要在網(wǎng)絡(luò)條件不符合規(guī)范要求的情況下仍保持互操作性。此外，3G手持終端的待機(jī)時(shí)間必須與現(xiàn)有的2.5G 手持終端相匹配。
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