３Ｇ終端現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢研究

【摘要】文章根據(jù)目前國內(nèi)3G業(yè)務(wù)發(fā)展情況和放號量,介紹了3G手機(jī)終端的業(yè)務(wù)發(fā)展情況,分析了3G終端由于種類不多、市場銷量不佳而面臨的發(fā)展困局,深入探討了3G手機(jī)終端面臨的問題,最后提出了圍繞用戶特征和需求進(jìn)行價值鏈整合、關(guān)注用戶群體的解決思路。

【關(guān)鍵詞】3G手機(jī)終端 手機(jī)應(yīng)用 用戶引導(dǎo)和培養(yǎng) 價值鏈

1 3G終端市場現(xiàn)狀

1.1 全球3G終端現(xiàn)狀

截至2009年第二季度,全球移動用戶達(dá)到 41.65億。如圖1所示,GSM、WCDMA-HSPA用戶總計為37.2億,占市場總額的89.4%,其中WCDMA-HSPA用戶約為3.29億。 CDMA用戶為4.04億,占市場份額的9.7%。

在全球3G市場中,WCDMA-HSPA用戶為3.29億,CDMA 1x EV-DO用戶為1.2億,WCDMA-HSPA用戶約占3G市場份額的73.3%。

截至2009年第二季度,HSPA終端約1470款(包括手機(jī)598款、數(shù)據(jù)卡、上網(wǎng)本、USB調(diào)制解調(diào)器、Femto、無線網(wǎng)關(guān)等);CDMA終端約646款(EV-DO Rel.0 528款,EV-DO Rel.A 118款)。

1.2 國內(nèi)3G終端市場現(xiàn)狀

截至2009年6月,中國聯(lián)通WCDMA手機(jī)、上網(wǎng)卡及上網(wǎng)本已發(fā)貨近30萬臺。

TD終端方面,已經(jīng)有125款TD終端獲得進(jìn)網(wǎng)許可,其中多數(shù)支持HSDPA。這125款終端中,支持HSDPA的數(shù)據(jù)卡有65款。全國TD手機(jī)銷量已超過1萬臺。

CDMA終端方面,已有20款天翼3G手機(jī)陸續(xù)上市,其中包括多款中國電信定制的3G手機(jī)。電信天翼3G終端到貨量已突破27萬臺,截至目前已經(jīng)銷售10萬臺。

2 3G終端發(fā)展趨勢

2.1 操作系統(tǒng)的發(fā)展

圖2表示出2008年底全球3G手機(jī)操作系統(tǒng)的市場份額。Linux、Symbian、Windows Mobile仍然占據(jù)主要市場份額。

3G時代操作系統(tǒng)的發(fā)展趨勢如下:

(1)業(yè)界正在把關(guān)注的焦點從硬件轉(zhuǎn)移到手機(jī)操作系統(tǒng)上。各大廠商為了滿足市場需求,紛紛推出各自的產(chǎn)品。谷歌推出了Android,蘋果推出了應(yīng)用于iPhone手機(jī)的Mac OS,再加上Symbian、Windows mobile、Linux、Palm,手機(jī)操作系統(tǒng)已經(jīng)發(fā)展為“六國演義”。手機(jī)操作系統(tǒng)的混戰(zhàn),說明終端廠商、軟件廠商、互聯(lián)網(wǎng)運營商已經(jīng)看到了移動通信與互聯(lián)網(wǎng)融合市場所孕育的商機(jī),希望能在未來的手機(jī)互聯(lián)網(wǎng)市場占得先機(jī)。

(2)多種操作系統(tǒng)共存,有利于市場競爭,但過多的手機(jī)操作系統(tǒng)也會給用戶、手機(jī)廠商和運營商帶來麻煩。種類繁多的手機(jī)操作系統(tǒng)阻礙了移動互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展,軟件兼容面臨瓶頸,后續(xù)開發(fā)困難重重。

◆ 用戶方面,各個操作系統(tǒng)對文件格式的定義不同,在某型號手機(jī)上正常運行的文件到了另一型號手機(jī)上會出現(xiàn)運行錯誤。目前基于移動互聯(lián)網(wǎng)的服務(wù)很多,但用戶對操作系統(tǒng)不熟悉,無法正常使用這些業(yè)務(wù)應(yīng)用。以彩信為例,雖然彩信接收成功率在96%以上,仍然有用戶無法接收,問題在于很多用戶不知道怎么在手機(jī)終端上進(jìn)行設(shè)置,導(dǎo)致無法接收。

◆ 手機(jī)廠商方面,手機(jī)操作系統(tǒng)一般都是由手機(jī)制造商自行開發(fā)或加以改造。這種相對封閉的研發(fā)方式,導(dǎo)致其他軟件廠商很難為這些操作系統(tǒng)開發(fā)應(yīng)用軟件,造成系統(tǒng)兼容性不強(qiáng),開發(fā)應(yīng)用困難。

◆ 在運營商方面,手機(jī)操作系統(tǒng)與網(wǎng)絡(luò)不能很好地結(jié)合,很多運營商推出的服務(wù)不能得到很好的應(yīng)用,影響了運互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的推廣。

統(tǒng)一與整合操作系統(tǒng)涉及各方的根本利益,運營商掌握產(chǎn)業(yè)主導(dǎo)權(quán)是解決市場混亂的良策。

(3)解決手機(jī)操作系統(tǒng)的問題,需要手機(jī)廠商、軟件廠商、運營商共同努力。在手機(jī)操作系統(tǒng)整合過程中,運營商必須有話語權(quán)。手機(jī)操作系統(tǒng)是承載手機(jī)信息服務(wù)的平臺,地位非常重要。運營商對手機(jī)用戶需求很了解,對終端產(chǎn)品有控制力,可以利用用戶群優(yōu)勢,從定制手機(jī)延伸到定制手機(jī)操作系統(tǒng),對現(xiàn)有手機(jī)操作系統(tǒng)進(jìn)行整合。例如,全球3G發(fā)展最成功的NTT Docomo就采用在Symbian、Windows mobile、Linux之上建立統(tǒng)一的FOMA平臺的方式,并取得了成功。

(4)越來越多的業(yè)務(wù)應(yīng)用對手機(jī)的操作系統(tǒng)和軟件開發(fā)平臺提出了更高的要求,操作系統(tǒng)及其開發(fā)平臺需要支持復(fù)雜的上層應(yīng)用和常見的多處理器系統(tǒng),并應(yīng)具備以下特性:

◆可以幫助實現(xiàn)智能手機(jī)的功能特性。

◆滿足3G手機(jī)對非常復(fù)雜的上層應(yīng)用的支持。

◆對多核的支持;內(nèi)核可以同時支持ARM和DSP,兩個版本的API幾乎一樣,從而使ARM上的代碼和DSP上的代碼可以非常容易地相互移植。

◆具有優(yōu)良的電源管理功能。

◆支持靈活的用戶界面。用戶可能要求在一天內(nèi)有不同的用戶界面,比如工作時間是一個用戶界面,工作外時間是另外一個用戶界面。因此運營商和手機(jī)銷售商要求一個開放、靈活、易用、易開發(fā)的軟件平臺,具有本地瀏覽器引擎,從而使用戶界面、應(yīng)用和服務(wù)成為手機(jī)的一部分。

2.2 手機(jī)定制

從終端定制層次劃分,可以分為深度定制、中度定制、深度定制和完全控制模式(見圖3):

◆ 淺度定制,主要包括開關(guān)機(jī)動畫、LOGO、手機(jī)預(yù)設(shè)置等,主要針對低端用戶。

◆ 中度定制,是在淺層定制的基礎(chǔ)上,加載運營商的業(yè)務(wù)能力和應(yīng)用,可以主推幾個特殊業(yè)務(wù)定制。

◆ 深度定制,是運營商從市場需求直接觸發(fā)終端產(chǎn)品的規(guī)劃和定制項目,并全程參與產(chǎn)品定義和開發(fā)過程,主導(dǎo)終端的測試和驗收。目前,絕大多數(shù)主流運營商均為深層定制,即定制終端需要符合運營商的業(yè)務(wù)規(guī)范要求。

◆ 完全控制模式,不僅制定包括軟硬件規(guī)格在內(nèi)的終端規(guī)范,把遵守規(guī)范作為終端入網(wǎng)的條件,而且根據(jù)自身需求直接給出手機(jī)型號讓終端廠商進(jìn)行排他性生產(chǎn),而且手機(jī)上主要突出運營商品牌。

運營商在3G時代手機(jī)定制的發(fā)展趨勢如下:

(1)3G初期,建議國內(nèi)運營商先采用深度定制模式,待到3G比較成熟后,再逐步采用完全控制模式。

(2)移動運營商制定手機(jī)定制戰(zhàn)略、選擇手機(jī)定制的模式,必須遵循手機(jī)定制的客觀規(guī)律和探究影響選擇手機(jī)定制模式的關(guān)鍵因素,必須考慮成本與收益,并針對不同對象采取不同的合作模式。

(3)由于環(huán)境隨時間而變化,移動運營商3G手機(jī)定制戰(zhàn)略及定制模式必須根據(jù)各因素的變化和3G產(chǎn)業(yè)生命周期的演進(jìn)而不斷調(diào)整。

(4)移動運營商進(jìn)行手機(jī)定制的根本目的是更好地推動3G業(yè)務(wù)的發(fā)展,不僅是為了獲得利潤而定制手機(jī),因此,移動運營商是終端產(chǎn)業(yè)鏈的“整合者”,移動運營商與手機(jī)廠商和渠道商之間更多是互補(bǔ)的合作關(guān)系。

2.3 產(chǎn)業(yè)鏈整合

中國的移動終端市場經(jīng)過近十年的發(fā)展,手機(jī)從高端奢侈產(chǎn)品到進(jìn)入普通消費者視線,產(chǎn)業(yè)飛速增長,市場競爭日益激烈,手機(jī)廠家生存環(huán)境日趨嚴(yán)峻。市場的增長不會是無限的,消費者的要求也將越來越高,終端產(chǎn)品價格不斷下降,行業(yè)利潤整體下滑,產(chǎn)業(yè)整合的需求越來越迫切。3G時代的到來,是觸發(fā)整合的一次催化劑,對手機(jī)廠家來說是一次機(jī)遇,利用得當(dāng),可能會占據(jù)更大的市場份額;利用不好,曾經(jīng)輝煌的品牌可能消失。

從總體看,隨著3G時代的到來,對手機(jī)廠家提出了如下挑戰(zhàn):

(1)終端研發(fā)能力。這是在3G市場領(lǐng)先的關(guān)鍵。NOKIA、MOTO、三星等著名國外廠家在3G手機(jī)的研發(fā)上投入巨大,并在很多國家的3G市場占據(jù)了大量份額。國內(nèi)廠家技術(shù)上雖然相對落后,但目前越來越重視研發(fā),仍然有后來居上的機(jī)會。目前,3G手機(jī)需要改進(jìn)的地方仍然很多,如待機(jī)時間、互通性等。為實現(xiàn)用戶在不同網(wǎng)絡(luò)之間的漫游,就要研發(fā)出能夠支持不同3G標(biāo)準(zhǔn)的雙模或多模手機(jī)。

(2)產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)作能力。3G最大的亮點是豐富的增值業(yè)務(wù),業(yè)務(wù)的提供需要整個產(chǎn)業(yè)鏈的合作。運營商在產(chǎn)業(yè)鏈中應(yīng)發(fā)揮主導(dǎo)作用,手機(jī)廠家要加強(qiáng)同SP的交流以了解不同業(yè)務(wù)對手機(jī)支撐能力的需求,并在3G手機(jī)的研發(fā)、市場推廣方面緊密依靠運營商。對運營商需求反應(yīng)遲鈍的廠家可能會失去市場機(jī)會。

3 3G終端新技術(shù)

3.1 軟件無線電

軟件無線電強(qiáng)調(diào)以開放性最簡硬件為通用平臺,盡可能地用可升級、可重配置的不同應(yīng)用軟件來實現(xiàn)各種無線電功能的設(shè)計新思路。其中心思想是構(gòu)造一個具有開放性、標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化的通用硬件平臺,將工作頻段、調(diào)制解調(diào)類型、數(shù)據(jù)格式、加密模式、通信協(xié)議等功能用軟件來完成,并使寬帶A/D和D/A轉(zhuǎn)換器盡可能靠近天線,以研制出具有高度靈活性、開放性的新一代無線通信系統(tǒng)。靈活應(yīng)用這些基本軟件模塊,可使軟件無線電臺具備對傳播條件的多種自適應(yīng)能力(包括頻率、功率、速率及多徑分集等的自適應(yīng)),性能超群的多種抗干擾能力(包括自適應(yīng)天線調(diào)零、自適應(yīng)干擾抵消、擴(kuò)頻及跳頻等),以及靈活的組網(wǎng)與接口能力等,可以滿足用戶的多種業(yè)務(wù)需求(包括話音、傳真、數(shù)據(jù)及圖像等)。通過使用軟件無線電,可以快速改變信道接入方式或調(diào)制方式,利用不同軟件即可適應(yīng)不同標(biāo)準(zhǔn),構(gòu)成具有高度靈活性的多模手機(jī),這將大大有利于第二代移動通信系統(tǒng)向第三代移動通信系統(tǒng)的過渡,不同通信體制就可以實現(xiàn)互聯(lián)互通,“一機(jī)在手,全球漫游”的個人通信的夢想就可以實現(xiàn)。

最近,軟件無線電的體系結(jié)構(gòu)出現(xiàn)了一些新的發(fā)展趨勢:

(1)軟件無線電采用了開放式的模塊化即插即用的系統(tǒng)結(jié)構(gòu),并按層或級的方式來組織,使得軟件無線電的結(jié)構(gòu)具有高度的結(jié)構(gòu)化。

(2)軟件無線電的結(jié)構(gòu)分析數(shù)學(xué)化。利用拓?fù)鋵W(xué)來研究軟件無線電的結(jié)構(gòu),提高了即插即用結(jié)構(gòu)的應(yīng)用和有效重用。

(3)Joseph Mitola在軟件無線電基礎(chǔ)上提出了認(rèn)知無線電。認(rèn)知無線電可以感知周圍電磁環(huán)境,通過無線電知識描述語言(RKRL)與通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行智能交流,并實時調(diào)整傳輸參數(shù)(通信頻率、發(fā)射功率、調(diào)制方式、編碼體制等),使通信系統(tǒng)的無線電參數(shù)不僅與規(guī)則相適應(yīng),而且能與環(huán)境相匹配,以達(dá)到無論何時何地都能達(dá)到通信系統(tǒng)的高可靠性和頻譜利用的高效性。SDR關(guān)注的是采用軟件方式實現(xiàn)無線電系統(tǒng)信號的處理,而認(rèn)知無線電強(qiáng)調(diào)的是無線系統(tǒng)能夠感知操作環(huán)境的變化,并據(jù)此調(diào)整系統(tǒng)工作參數(shù),實現(xiàn)最佳適配。所以,認(rèn)知無線電是智能化的軟件無線電。

(4)3G系統(tǒng)面向的是個人服務(wù),因此軟件無線電技術(shù)需要面向?qū)ο笤O(shè)計。軟件無線電本身具有很強(qiáng)的靈活性,使得對象也具有很強(qiáng)的選擇性,通過靈活的取舍來滿足不同對象的要求。

3.2 協(xié)作分集

第三代無線移動通信和以提供語音業(yè)務(wù)為主的前兩代移動通信系統(tǒng)有很大不同,它將更多地提供高速據(jù)率的多媒體業(yè)務(wù)和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù),因此要求系統(tǒng)必須采用更先進(jìn)的算法以提高信息傳輸速率。無線信道具有的多徑衰落特性是影響無線通信傳輸速率與質(zhì)量的重要瓶頸,如何克服多徑效應(yīng)便成為提高通信質(zhì)量要解決的首要問題。

分集是抵抗多徑衰落的有效方式,有時間分集、頻率分集、空間分集多種方式,其中空間分集從不同的位置(天線)發(fā)送信號,從而在接收端得到經(jīng)歷獨立衰落的多個信號副本,可以有效地消除多徑衰落的影響,并且由于不需要占用額外的時間和頻帶資源,可以和其他信號處理方式相結(jié)合,因此得到了廣泛的關(guān)注。多入多出(MIMO,Multiple Input-Multiple Output)技術(shù)在通信鏈路的發(fā)送端與接收端均使用多個天線,它能夠?qū)鹘y(tǒng)通信系統(tǒng)中存在的多徑因素變成對用戶通信性能有利的因素,在抗多徑衰落、提高通信鏈路的通信速率和質(zhì)量方面有著明顯的優(yōu)勢,它的空域發(fā)射分集技術(shù)已經(jīng)成為3GPP的WCDMA標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議。

理想的MIMO多天線系統(tǒng)要求相鄰天線之間的間距要遠(yuǎn)大于電波波長,并且多個收發(fā)天線之間的傳輸信道是不相關(guān)的,而由于質(zhì)量、體積和功耗等的限制,移動終端很難實現(xiàn)多個天線的安置。Sendonaris等人提出了一種新的空域分集技術(shù)——協(xié)作分集,其基本原理是:每個單天線的移動終端都有一個或多個合作伙伴(Partner),它除了要傳輸自己的信息之外,還要負(fù)責(zé)傳輸其合作伙伴的信息。這樣,相當(dāng)于相互協(xié)作的移動終端共享了彼此的天線,構(gòu)造了一個“虛擬”的MIMO。在“虛擬”MIMO系統(tǒng)中,每個終端在傳輸信息的過程中既利用了自己又利用了其它終端的空間信道,從而獲取了一定的空間分集增益,實現(xiàn)了單天線移動終端的空域分集。在平衰落環(huán)境下,虛擬MIMO可以擴(kuò)大系統(tǒng)容量,提高網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量,改善系統(tǒng)性能。

3.3 Mobile Widget

隨著3G牌照的發(fā)放,移動互聯(lián)網(wǎng)時代即將到來。目前,從業(yè)務(wù)開發(fā)及使用的角度看,還存在著很多問題。

從業(yè)務(wù)開發(fā)角度看,目前的開發(fā)模式無法適應(yīng)移動互聯(lián)網(wǎng)的要求,主要表現(xiàn)在:

(1)開發(fā)者門檻較高、接口復(fù)雜、開發(fā)模式陳舊、周期冗長,無法適應(yīng)靈活多變的服務(wù)要求;

(2)創(chuàng)新能力匱乏,業(yè)務(wù)同質(zhì)化。

從業(yè)務(wù)使用角度看,目前移動用戶獲取業(yè)務(wù)的途徑主要是通過運營商或SP的自有渠道。業(yè)務(wù)同質(zhì)化使得用戶使用移動業(yè)務(wù)的興趣降低,移動用戶需要差異化服務(wù)以及獲取這些服務(wù)的快速途徑。

Widget的中文名稱是“微件”,在W3C中,對widgets定義為交互式的單功能應(yīng)用,顯示和更新本地數(shù)據(jù)或web數(shù)據(jù),打包為單一的下載包,并可安裝到用戶設(shè)備或移動設(shè)備上。截至2008年,全球各大Widget平臺上的應(yīng)用已經(jīng)超過20萬個,用戶下載量超過50億次。

Widget具備網(wǎng)絡(luò)依賴性、輕量級的開發(fā)模式、桌面化使用模式、時尚個性的視覺表現(xiàn)力,滿足業(yè)務(wù)特征和時代特點。

目前,Mobile Widget已經(jīng)引起了業(yè)界的廣泛關(guān)注,必將為即將到來的移動互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)創(chuàng)新起到推波助瀾的作用,也將帶來更為新穎和良性的商業(yè)模式。

3.4 智能卡Web服務(wù)器

智能卡Web服務(wù)器是一個在嵌入在移動設(shè)備中的智能卡(如SIM卡、(U)SIM、UICC、R-UIM、CSIM)中運行的HTTP服務(wù)器。它允許網(wǎng)絡(luò)運營商通過廣泛使用的HTTP/1.1協(xié)議,為其用戶提供最新的智能卡業(yè)務(wù)。

用戶在使用手機(jī)終端要更新某些菜單的時候,傳統(tǒng)方式是通過OTA下載得到,通過這種方式得到的菜單格式單調(diào),表現(xiàn)方式有限。智能卡Web服務(wù)器是開放移動聯(lián)盟提出的,在手機(jī)智能卡中提供Web服務(wù)的應(yīng)用,可以大大豐富運營商為用戶手機(jī)終端提供的定制菜單。

3.5 動態(tài)電源管理

3G手機(jī)的電源管理與二代手機(jī)完全不同,它不僅支持語音功能,還有獲取互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)的功能,以及MP3播放或PDA這樣的娛樂和商務(wù)功能,還有視頻功能,這些功能會消耗大量的電能。因此,必須在電源管理上采用全新的方法,否則這種功能密集的設(shè)備在電池壽命上可能遠(yuǎn)達(dá)不到用戶的期望值。

動態(tài)電源管理DPM(Dynamic Power Management)技術(shù)提供一種操作系統(tǒng)級別的電源管理能力,包含CPU工作頻率和電壓,外部總線時鐘頻率,外部設(shè)備時鐘/電源等方面的動態(tài)調(diào)節(jié)、管理功能。通過用戶層制定策略與內(nèi)核提供管理功能交互,實時調(diào)整電源參數(shù)并同時滿足系統(tǒng)實時應(yīng)用的需求,允許電源管理參數(shù)在短時間空閑或任務(wù)運行在低電源需求期間,可以被頻繁地、低延遲地調(diào)整,從而實現(xiàn)更精細(xì)、更智能的電源管理。

動態(tài)電源管理分為平臺掛起/恢復(fù)、設(shè)備電源管理以及平臺動態(tài)管理等三類。平臺掛起/恢復(fù)目標(biāo)在于管理較大的、非常見的重大電源狀態(tài)改變。設(shè)備電源管理用于關(guān)斷/恢復(fù)平臺中的設(shè)備。而平臺動態(tài)管理目標(biāo)在于頻繁發(fā)生、更高粒度的電源狀態(tài)改變范圍之內(nèi)的管理。系統(tǒng)運行的任務(wù)可以細(xì)分為普通任務(wù)和功率受監(jiān)控的任務(wù)。前者不作電源管理,后者對功率敏感,在被調(diào)度時可以通過DPM來設(shè)置其電源管理狀態(tài),要求運行在不同的電源級別。

【作者簡介】

黃東?。寒厴I(yè)于北京航空航天大學(xué)電子工程系，博士學(xué)位。目前工作于中國聯(lián)通技術(shù)部，主要的研究方向為3G終端以及3G新業(yè)務(wù)研究。