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4G时代移动通信业务应用探讨

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  【摘 要】LTE牌照的发放,标志着我国移动通信产业迈入了4G时代。技术的演进和服务性能的提升,为移动通信业务的开拓和运营模式的变革注入了强大的推动力。本文结合技术特点,分析业务应用的发展,并对4G时代高清语音、云计算应用新特征以及IP化网络营销进行探讨,以期为4G网络运营者提供指引。
  【关键词】LTE;4G;高清语音;云计算;IP化
  1.引言
  LTE(Long Term Evolution)的演进版本LTE-A是目前国际主流的4G技术标准之一, 相比3G网络,在网络结构、频谱灵活性、空口传输方式等技术方面均有较大改进,在数据传送速率、时延等业务性能方面也有明显提升。这充分迎合了互联网和大数据时代对信息获取、交互的需求,必然能够带来移动通信业务的延展和深化,催生新的服务经营主体和利润增长点,使得移动通信业务更加丰富,移动通信产业发展更加多元化。
  2. 4G网络与传统电信业务
  2.1 4G网络技术介绍
  2012年1月18日,ITU(国际电信联盟)通过了IMT-Advanced标准,即4G标准。主要分为两类:一是基于3GPP的LTE-Advanced,包括LTE FDD和LTE TDD技术,二是基于IEEE的WiMAX 802.16m。
  LTE由3GPP的UMTS(通用移动通信系统)标准演进而来,可称之为准4G。LTE采用了多种先进网络技术:(1)支持1.4MHz~20MHz的多种带宽配置,频谱应用更加灵活;(2)网络扁平化,减少网络节点,降低系统时延和部署、维护成本;(3)引入OFDM(正交频分复用)和MIMO(多输入多输出)传输技术,显著提高频谱效率,可提供最高达300Mbps的数据下载速率。
  LTE的演进版本(R10)LTE-A,采用载波聚合、多点协作传输等技术,可提供最高达下行1Gbps/上行500Mbps的峰值速率,其下行频谱效率可达30bps/Hz,用户面时延可低至5ms,同时,网络安全、可靠性和有大幅提升。
  由于采用了上述先进技术,准4G/4G技术可为用户提供更好的数据通信服务性能,同时降低运营商的频谱等成本。
  2.2 4G时代现有电信业务的发展
  4G网络技术带来的高速率、低时延、高可靠性,能有效改善现有移动通信服务质量,带来更好的用户体验:更高速率可以满足端到端间更大的数据传输,如高清影像、大数据存取等;用户面时延和抖动的大幅降低,使得实时交互服务更加流畅,如高清视频会议、大型在线游戏等。另外,用户设备的丰富和硬件处理能力的飞速发展,使得终端和网络的能力更好地匹配,用户体验得到显著提升。
  3. 4G时代新型业务应用
  4G网络的引入,提高、改善了现有移动通信业务的性能和体验,以下对4G网络中几个新的业务突破点:高清语音、云计算应用和全IP网络带来的服务变革进行探讨。
  3.1 高清语音
  高清语音(HD-voice),又称宽带语音(W-AMR或WBAMR)能够为移动通信网络用户提供质量更高、体验更佳的语音通话服务,其主要原理如下:
  人类声音频谱分布约为80Hz-14000Hz,受手机设备和移动网络编码、传输技术的限制,传统移动通信网络中,对语音的采样、编码进行了过度的压缩,频率范围仅为300Hz-3400Hz。因此,在噪音大、信号差区域或英文中“s”“f”之类区别较小的的摩擦音发声时,话音失真明显。而高清语音采用了 AMR-WB(Adaptive Multi Rate-Wideband)技术,将语音带宽调整为 50 Hz 至 7000 Hz 或更高,同时采用更先进编码、传输技术,使话音更加清晰,对环境噪声的抑制也更加有效,能够达到身临其境、如当面对话的效果。
  高清语音在2G/3G时代已经提出和应用,但由于频带有限、码率较高影响系统容量等问题,使用并不广泛。4G网络的引入,使得高清语音需要的带宽、码率得到满足,同时大带宽也带来了优异的抗干扰性能,4G的低时延特性使连接时间在0.25s―2.5s之间,较3G语音通话(平均约5s)缩短了2―20倍,通话体验大幅改善。
  3.2 4G网络引发云计算应用的变革
  云计算是“通过网络提供可伸缩的廉价的分布式计算能力”,主要通过网络提供动态、易扩展且经常是虚拟化的资源(互联网、基础设施等)。由于吸收了分布式计算、自主计算和效用计算的特点,使其具有资源、数据和用户相分离,能充分实现多元化硬件、软件、平台的共享的优势,但也正因为如此,对网络结构、传输能力有很强的依赖性。
  随着互联网化的普及,传统电信网络与互联网的互相渗透日益深化。电信网络不同于计算机网络,带有非常明显的个人专属性,即电信网络的终端和使用者同时也是互联网、云计算服务的需求者和提供者,这使其逐步成为互联网、云计算的重要承载者。因此,4G网络传输速度快、时延小、安全性高的特点,势必给云计算带来极强的推动力和变革:
  高速、及时的数据传输能力,能有效缓解云计算中网络带宽瓶颈的难题,可改善用户的移动互联网体验,也能有效降低云计算部署的成本;
  多元化的终端,能够为云计算提供更多的服务资源,手机、平板、PC等终端类型不断丰富,更多终端的接入,使参与、提供云计算服务的基础资源得到充实,存储、计算、处理能力得到加强;
  电信网络、互联网应用的不断渗透,应用内容不断丰富,刺激SaaS的加快发展;
  电信级的网络安全和QoS保障,使云计算在及时性和质量上有更高的服务品质。
  3.3 IP化网络带来营销突破点
  4G网络中IPRAN的实现和核心网的全IP化,使网络的逻辑结构和传输方式发生质的变化。端到端的IP化减少了协议转换次数,使链路更加透明可控,实现了网元对等协作、层次化的端到端QoS,使网络复杂度大大降低。IP化还有助于网络智能化的提高、业务融合和网络资源的高效利用。
  基于以上优势,结合网络中默认承载的建立特点,4G网络的MSTP传送网全面完成IP化改造后,可基于全网的IP化,更加快速、有效地将手机终端、用户的行为、业务数据用于大数据的价值挖掘和精准定位,这对互联网时代的产品推广、营销起着至关重要的作用。
  4.结束语
  4G网络技术的先进性,推动传统业务的深化、提升和新业务的突破。从高清语音的应用、到云计算变革的推动,以及IP化后的数据分析、精准营销,都表明了4G网络对业务拓展和用户体验的强大推动力。
  但同时,4G网络的出现并未产生3G时代单一语音到多元业务那样的业务变革,也没有产生3G时代由运营商/用户两级到运营商、业务开发、内容提供/管理、用户多级格局的运营模式变革。4G网络的出现,主要是强化、丰富既有业务,并依靠其数据服务性能方面量的提升,带来局部的业务突破。4G时代,如何转变运营,模式,探求、开拓新的业务和收入增长点,以缓解运营压力和投资周期急剧缩短带来的成本压力,成为决定传统电信运营商发展的关键。
  参考文献:
  [1] Erik Dahlman,Stefan Parkvall,Johan Skold. 4G LTE/LTE-Advanced for Mobile Broadband[M]. 堵久辉,廖庆育译. 北京: 人民邮电出版社,2012.
  [2]施盛建. 4G移动通信技术的特点分析与实践应用[J]. 信息通信,2014,21(1):231-232.
  [3] Darrell M West. 下一次浪潮:信息通信技术驱动的社会与政治创新[M]. 廖毅敏,译. 上海: 上海远东出版社,2012.
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