撕开巨头垄断!国产柔性屏产业走向世界,柔宇折叠出怎样的未来?

撕开巨头垄断!国产柔性屏产业走向世界,柔宇折叠出怎样的未来?,第1张

基础科学是一个国家能否真正实现创新发展的关键,在火热的半导体领域,尤其是"一芯一屏"这两大核心产业,中国企业曾长期处于跟随地位,甚至在中美贸易摩擦之下备受压制。但不可否认的是,在技术迭代和市场规模的竞争中,中国企业正不断缩小与世界品牌的差距。以芯片为例,在美国步步紧逼之下,中国企业必将进行芯片全产业链的布局和研发,来应对日韩和欧美国家的垄断。而在可折叠全柔性显示屏幕领域,柔宇正以“换道超车”的姿态实现ULT-NSSP技术突破,迅速完成技术成熟到全柔性显示屏大规模量产,迫切推动产业化进程的阶段。

迅速迭代,六年时间做到业内领先

2014年,柔宇团队成为国际上第一个发布全球最薄的柔性显示屏以及柔性传感器的企业,开启了中国制造柔性显示屏技术征服世界的第一步。2018年在北京,柔宇发布了全球首款真正的可折叠柔性屏智能手机——柔派(Flex Pai),作为一款具有革命性里程碑意义的手机,不仅推出时间领先三星近半年时间,也被英国BBC评价为“全球手机行业发展史上的标志性手机”。2020年9月22日,柔宇正式发布旗下第二代折叠屏手机FlexPai 2,这是一款弯折半径最低仅为1毫米,最高可承受180万次弯折,相比上代提升约9倍,整机折叠时可实现“无缝”贴合,厚度降低40%的划时代新机。

从柔宇 科技 成立到这条全柔性显示屏产线量产,历经了近6年时间。如果从柔宇 科技 创始人、董事长兼CEO刘自鸿决心走这条充满挑战的创业之路算起,周期更是长达12年。作为一家曾被业内误解的企业,在柔性显示和柔性传感两大核心技术的发展上,柔宇走出了一条与外资巨头与众不同的路线,不仅让中国制造在国际上占有一席之地,甚至有可能引领下个时代。

实际上,柔宇全柔性面板良品率在2019年就已经达到“竞争对手”传统OLED硬屏的水平;在同样投入的情况下,ULT-NSSP技术方案比其他厂商全柔性屏良率高出一个数量级。而且,柔宇的全柔性终端产品的换屏成本也是行业最低的。显然,柔宇全柔性屏的制造良率、成本控制已达到业界领先水平。

独辟蹊径,自主研发完成换道超车

在显示面板领域,日韩企业一直占据技术的主导地位,无论从供应链、原材料和关键制程设备,中国企业在面板领域都受限于上游企业,要突破以三星为代表的日韩企业说构筑的技术壁垒,在原有的技术路线上恐怕难以超越,这也是中国主流半导体企业的共识。对年轻的柔宇而言,要想撕开日韩企业的垄断,就必须“换道超车”。

在柔性显示技术领域,目前已经逐步形成两大阵营:一个是以三星、LG为主的低温多晶硅LTPS技术阵营;另一个阵营以柔宇为代表,使用自主研发的超低温非硅制程集成技术(ULT-NSSP)。这两个技术路线中,中国企业都颇有建树。以低温多晶硅LTPS技术为例,凭借成熟的技术和供应链,京东方将厚度降到了0.03毫米,直接挑战到三星的霸主地位。

而在超低温非硅制程集成技术(ULT-NSSP)领域,柔宇以更精简的工艺和极低的温度,找到了全柔性屏弯折的可靠性、高良率和低成本投入之间的平衡点。甚至还根据技术特征,自主研发了显示电路与显示驱动系统。凭借这套不同于传统工艺的独立全柔性显示技术体系,柔宇在全球第一个成功实现了全柔性屏大规模量产出货,而今已剑指产业化。

除了超低温非硅制程集成技术(ULT-NSSP)路线,智能力学仿真模型也是柔宇的技术亮点。在研发中,能够快速计算不同材料、层叠方式可达到的柔性性能和稳定性、可靠性,再通过实验对比验证,对材料、层叠方式参数进行矫正,形成材料力学参数数据,从而极大地提高了研发效率,快速实现量产。

直至今日,柔宇使用的材料仍然是秘密。但从媒体的报道中可以发现,ULT-NSSP这项技术使面板在制作过程中有效减少了包含多晶硅脱氢、离子植入、活化等一系列制程,在温度上也较LTPS技术低200-300度左右。柔宇 科技 的创新技术有效减少了多道制程,省去了价格特别昂贵的RTA(快速高温退火),ELA(准分子激光退火)等设备投入,成功降低了投入成本。同时在良率方面,减少多道制程加上整体温度降低,也使ULT-NSSP面板生产良率较LTPS技术更高。值得一提的是,柔性屏折叠手机FlexPai正是采用了柔宇 科技 自己研究的柔性屏幕。

更重要的是,柔宇 科技 成为中国少数能完全掌握自主知识产权技术的企业,同时也具备国家“进口替代”和“一屏一芯”的战略意义。

赋能终端,加速推动产业化落地

市场调研机构Strategy Analytics预计,2019年全球可折叠柔性屏智能手机的出货量接近100万部,到2020年预计渗透率在1%以上,价格、产能、良率都是阻碍其普及的最大的原因。柔宇第三代蝉翼全柔性屏的量产以及ULT-NSSP技术路线的未来演进,无疑是推动市场普及的重要驱动力之一。

尤其在解决了被广为诟病的折痕、膜层断裂和显示失效等问题之后,剑指产业化的柔宇在ToC与ToB两大市场开始了快速量产与按需定制。

在ToC市场,最火热的莫过于全球首款折叠屏手机 FlexPai 的升级版——FlexPai 2,屏幕能够承受180万次弯折(一天翻折100次可使用约50年),通过独创的Royole 3STM全闭合线性转轴可实现完全无间隙闭合,而且展开后无折痕,达到类镜面平整度。更重要的是,FlexPai 2的8GB+256GB版仅售9988元,成为业内唯一售价在万元以下的5G折叠屏手机。FlexPai 2搭载了“为折叠屏手机而生”的waterOS 2.0 *** 作系统,该系统由柔宇 科技 的研发团队基于Android Q平台针对折叠屏手机特点自主开发,用户可以通过智能侧边栏设置,在侧曲屏上轻松实现应用的快捷切换。

柔宇 科技 创始人、董事长兼CEO刘自鸿展示了转轴内部复杂的结构,并表示3STM全闭合线性转轴中包含了高达200颗精密零部件和精密传动件,使用了包括钛合金、液态金属等在内多种顶级航空级金属材料。如此精密的设计为用户带来了更加顺滑的弯折手感,还能实现机身从0到180°任意角度自由“无级”悬停,可在平板模式、手机模式和帐篷模式三个模式中,帮助用户完成工作与生活的自由切换。

此外,柔性传感器技术领域也在快速实现终端商业化创新。比如近期上市销售的新一代智能手写本“柔记2”。其主要特点是:为业界目前最接近自然书写体验的智能笔记本,能够实现纸屏同步、手写文字即时转化电子文档等功能,同时还可以生成笔迹视频,让用户能随时回顾记录时的思路和逻辑,可以成为商务人士、教师和学生等人群的新型工作与创作工具。

在ToB市场,通过ULT-NSSP显示技术与 *** 作系统、软件和硬件相集成的“柔性+”平台,柔宇已经为六大行业的客户提供柔性+解决方案,包括智能移动终端、智能交通、文娱传媒、运动 时尚 、智能家居和办公教育。 产品涉及柔性传感器、柔性集成电路柔性 *** 作系统等。

在推动产业落地的过程中,柔宇目前已与全球超过500家各行业头部企业达成合作,共同打造柔性电子生态与产业创新应用。伴随更多终端的落地,柔性电子技术,可以解决目前用户诸多未满足的线上与交互需求,同时与合作伙伴共同拓展新的应用形态与服务边界,共同打造一个“柔性星球”,以柔性电子技术为世界带来巨大的产业变革推动力与应用创新想象力。

需要注意的是,围绕柔性屏市场,中韩企业的竞争很快将进入白热化的状态。好在,“换道超车”的柔宇完全掌握了核心自主技术,这让 中国在柔性显示领域不会再有被“卡脖子”的忧虑 ,而柔宇在技术创新与完成量产的每一次重要突破,都会让国际企业丧失技术垄断优势,也让中国企业拥有更多的产业话语权与产品溢价能力。

早期在笔记本计算机上使用现在大量用在手机~MP3~MP4~等电子产品上~!

TFT LCD技术是微电子技术和LCD技术巧妙结合的高新技术。利用微电子精细加工技术和Si材料处理技术,开发大面积玻璃基板上生长Si材料和TFT平面阵列的工艺技术,与日益成熟的LCD制作技术相结合,不断提高产品的显示品质,增强自动化大规模生产能力,大幅度地提高产量,提高合格率,降低成本,性能/价格比向CRT接近。

---- 在显示品质方面,以分辨率为例,由CGA(320×200)、VGA(640×480)、SVGA(800×600)、XGA(1024×768)、SXGA(1280×1024)到UXGA(1600×1200),大约7年时间。图1表示TFT LCD分辨率发展速度,基本符合摩尔定律。说明TFT LCD发展速度和计算机芯片发展速度一致,这正是TFT LCD与计算机适配性和发展速度的同步性。

---- 表1 各种引线技术

最小间隙(μm) 分辨率(线/英寸) 成本(美元/块)

COB 280 100 380

TAB 170 150 190

COG 60 400 110

集成技术 25 1000 30

---- 为进一步提高TFT LCD分辨率,要减小TFT尺寸,并保证开口率,同时涉及到引线技术的有限性。表1列出当前采用各种引线技术的引线密度。为了解决高分辨率显示,只好采用p-Si材料,把周边驱动的电路集成到屏上。高温多晶硅技术已实现周边驱动电路集成到LCD屏上,应用于投影显示。但多晶硅生产温度高于1000℃,衬底用石英基板,石英板成本高。因此,人们研究开发在玻璃衬底上生长低温p-Si技术,有低压PECVD技术可在玻璃衬底上生长p-Si,还有把a-Si材料重结晶成p-Si,如有金属诱导生长法和激光退火法。当前,低温p-Si TFT LCD的大规模生产,主要采用XeCl准分子激光退火(ELA)技术。用PECVD法在400×500mm2玻璃基板上生长50nm厚度a-Si薄膜,用激光退火重结晶得到如图2所示的p-Si晶粒[1],图中照片表示不同晶粒大小的扫描电镜形貌。晶粒小于0.3μm时,迁移率与晶粒大小很密切,大于0.3μm开始,空穴迁移率几乎不变,这表明在ELA过程中形成的浅能级陷阱束缚空穴。电子迁移率晶粒尺寸变大,缓慢增加,迁移率为100~200cm2/vs。为了得到均匀的TFT开关特性,p-Si晶粒尺寸控制在1μm左右。

---- 图3表示C-MOS结构周边驱动集成电路的n沟道和p沟道p-Si TFT断面图。在玻璃衬底上涂SiN/SiO2层,防止玻璃中碱金属浸入到Si有源层,低电阻合金作为栅极和栅线。防止ELA过程中融蚀a-Si层,在a-Si中H浓度控制在1原子%左右。在n沟道TFT中采用轻掺杂漏极(LDD)结构改善了可靠性和降低暗电流。图4给出n沟道和p沟道TFT I-V特性。沟道宽度(W)和长度(L)分别为9μm和4.5μm,电子和空穴迁移率分别为μn=236cm2/vs和μp=120cm2/vs,阈

EDGE 一、EDGE技术简述

EDGE是英文Enhanced Data Rate for GSM Evolution 的缩写,即增强型数据速率GSM演进技术。EDGE是一种从GSM到3G的过渡技术,它主要是在GSM系统中采用了一种新的调制方法,即最先进的多时隙 *** 作和8PSK调制技术。由于8PSK可将现有GSM网络采用的GMSK调制技术的信号空间从2扩展到8,从而使每个符号所包含的信息是原来的4倍。

之所以称EDGE为GPRS到第三代移动通信的过渡性技术方案,主要原因是这种技术 能够充分利用现有的GSM资源。因为它除了采用现有的GSM频率外,同时还利用了大部分现有的GSM设备,而只需对网络软件及硬件做一些较小的改动,就能 够使运营商向移动用户提供诸如互联网浏览、视频电话会议和高速电子邮件传输等无线多媒体服务,即在第三代移动网络商业化之前提前为用户提供个人多媒体通信 业务。由于EDGE是一种介于现有的第二代移动网络与第三代移动网络之间的过渡技术,比"二代半"技术GPRS更加优良,因此也有人称它为"2.75代"技术。EDGE还能够与以后的WCDMA 制式共存,这也正是其所具有的d性优势。 EDGE技术主要影响现有GSM网络的无线访问部分,即收发基站(BTS)和GSM 中的基站控制器(BSC),而对基于电路交换和分组交换的应用和接口并没有太大的影响。因此,网络运营商可最大限度地利用现有的无线网络设备,只需少量的 投资就可以部署EDGE,并且通过移动交换中心(MSC)和服务GPRS支持节点(SGSN)还可以保留使用现有的网络接口。事实上,EDGE改进了这些 现有GSM应用的性能和效率并且为将来的宽带服务提供了可能。-EDGE技术有效地提高了GPRS信道编码效率及其高速移动数据标准,它的最高速率可达 384kbit/s,在一定程度上节约了网络投资,可以充分满足未来无线多媒体应用的带宽需求。从长远观点看,它将会逐步取代GPRS成为与第三代移动通 信系统最接近的一项技术。 二、EDGE的技术定位

二、EDGE技术的定位

GSM和TDMA/136现在是全球通用的第二代蜂窝移动通信标准。当前有100多个国家的1亿多人采用GSM,有近100个国家的约9500万用户采用TDMA/136系统家族(包括ELA-553和IS-54)服务。作为介于现有第二代移动通信系统与第三代移动通信系统之间的一种过渡性数据通信技术,EDGE(EnhancedDatarate for GSM Evolution)技术能够大大提高现有GSM网络的数据服务速率。但要想充分发挥EDGE的速率优势,运营商必须要对现有的GSM系统结构和所有设备进行修改。

EDGE的技术不同于GSM的优势在于: (1). 8 PSK空中接口模式 (2).增强型的AMR编码方式 (3).MCS1~9九种信道编码方式 (4).链路自适应 (5).递增冗余传输 (6).RLC窗口大小自动调整

三、出现的背景

语音通信是第二代移动系统的主要服务,最近几年,移动通信设备则在大大增强对数据通信的支持能力,一些标准的移动通信设备当前可以提供速率达9.6kbps的数据服务。但是这样低的数据通信速率显然无法满足移动设备多媒体数据通信的需求,因此,厂商们纷纷在开发新的、速率更快的移动数据通信技术,其中最典型的就是GPRS(通用分组无线服务)、HSCSD(高速率电路交换数据)和EDGE。

这三种技术都能够不同程度地解决更高数据速率的需求问题。HSCSD引进了多时隙的概念,HSCSD和GPRS技术都是一种面向非连接的技术,用户只有真正在收发数据时才需要保持对网络的连接,因此大大提高了无线资源的利用率。除此之外,许多新的核心网络组件产品将使未来的移动通信产品可以直接访问Internet/Intranet。

HSCSD和GPRS通过多时隙 *** 作实现了较高的比特速率。但是因为这些技术是基于高斯最小移频键控(GMSK)调制技术的,因此每个时隙能够得到的速率提高是有限的。为此,许多效率更高的调制方案纷纷出台,例如在TDMA/136+中,多时隙 *** 作和新的调制方案8PSK(基于30kHz的载波带宽)的结合将使数据率提高大约4倍。

第三代无线通信IMT-2000的优势主要在于能够使用宽带服务,大大改进目前在GSM和TDMA/136上提供的标准化服务。第三代移动通信系统将提供384kbps的广域数据通信服务和大约2Mbps的局域数据通信服务。新的用于码分多址访问(W-CDMA)的2GHz频段已经得到了ETSI、无线电工业与广播协会(ARIB)的支持。W-CDMA将包括IMT-2000设备所需要的所有功能。然而,向更高的数据率发展并不仅限于新的2GHz频段,EDGE技术也能够让使用800、900、1800、1900MHz频段的网络提供第三代移动通信网络的部分功能。

在此基础上,Ericsson公司于1997年第一次向ETSI提出了EDGE的概念。同年,ETSI批准了EDGE的可行性研究,这对以后EDGE的发展铺平了道路。尽管EDGE仍然使用了GSM载波带宽和时隙结构,但它也能够用于其他的蜂窝通信系统。EDGE可以被视为一个提供高比特率、并且因此促进蜂窝移动系统向第三代功能演进的、有效的通用无线接口技术。在此基础上,统一无线通信论坛(UWCC)评估了用于TDMA/136的EDGE技术,并且于1998年1月批准了该技术。

在现有的GSM网络中引进EDGE技术必然会对现有的网络结构和移动通信设备带来影响。要使EDGE易于被网络运营商接受和推广,EDGE必须将它现有的网络结构的影响降到最低,并且EDGE系统应该允许运营商再次利用现有的基站设备。此外,使用EDGE,运营商应该不需要修改它们的无线网络规划,而且EDGE的引入也不能影响移动通信的质量。

EDGE主要影响网络的无线访问部分收发基站(BTS)、GSM中的基站控制器(BSC)以及TDMA中的基站(BS),但是对基于电路交换和分组交换访问的应用和接口并没有不良影响。通过移动交换中心(MSC)和服务GPRS支持节点(SGSN)可以保留使用现有的网络接口。事实上,EDGE改进了一些现有的GSM应用的性能和效率,为将来的宽带服务提供了可能。

四、EDGE的技术特点

EDGE是一种能够进一步提高移动数据业务传输速率和从GSM向3G过渡中的重要技术。它在接入业务和网络建设方面所具有以下特性:

1.在接入业务性能

(1)带宽得到明显提高,单点接入速率峰值为2Mbit/s,单时隙信道的速率可达到48kbit/s,从而使移动数据业务的传输速率在峰值可以达到384kbit/s,这为移动多媒体业务的实现提供了基础。

(2)更为精准的网络层提供位置服务。

2.网络建设方面的特点

(1)EDGE是一种调制编码技术,它改变了空中接口的速率。

(2)EDGE的空中信道分配方式、TDMA的帧结构等空中接口特性与GSM相同。

(3)EDGE不改变GSM或GPRS网的结构,也不引入新的网络单元,只是对BTS进行升级。

(4)核心网络采用3层模型:业务应用层、通信控制层和通信连接层,各层之间的接口应是标准化的。采用层次化结构可以使呼叫控制与通信连接相对独立,这可充分发挥分组交换网络的优势,使业务量与带宽分配更紧密,尤其适应VoIP业务。

(5)引入了媒体网关(MGW)。MGW具有STP功能,可以在IP网中实现信令网的组建(需VPN支持)。此外,MGW既是GSM的电路交换业务与PSTN的接口,也是无线接入网(RAN)与3G核心网的接口。

(6)EDGE的速率高,现有的GSM网络主要采用高斯最小移频键控(GMSK)调 制技术,而EDGE采用了八进制移相键控(8PSK)调制,在移动环境中可以稳定达到384kbit/s,在静止环境中甚至可以达到2Mbit/s,基本 上能够满足各种无线应用的需求。 (7)EDGE同时支持分组交换和电路交换两种数据传输方式。它支持的分组数据服务 可以实现每时隙高达11.2kbit/s-69.2kbit/s的速率。EDGE可以用28.8kbit/s的速率支持电路交换服务,它支持对称和非对称 两种数据传输,这对于移动设备上网是非常重要的。比如在EDGE系统中,用户可以在下行链路中采用比上行链路更高的速率。

3.无线接口概览

EDGE无线接口的主要作用是使当前的蜂窝通信系统可以获得更高的数据通信速率。现有的GSM网络主要采用GMSK调制技术,为以增加无线接口的总速率,在EDGE中引入了一个能够提供高数据率的调制方案,即八进制移相键控(8PSK)调制。由于8PSK将GMSK的信号空间从2扩展到8,因此每个符号可以包括的信息是原来的4倍。8PSK的符号率保持在271kbps,每个时隙可以得到69.2kbps的总速率,并且仍然能够完成GSM频谱屏蔽。

EDGE规范的基本指导思想是尽可能多地利用现有的GSM数据服务类型,大大提高其数据通信速率。它定义了几个信道编码方案来确保各种信道环境的鲁棒性,使用了链路自适应技术以实现编码和调制方案之间的动态转换。通过再次利用GPRS结构,分组数据服务可以实现每时隙高达11.2-69.2kbps的无线通信速率。EDGE通过使用一个高速每时隙28.8kbps的无线接口速率来支持电路交换服务。

在EDGE方案中,支持所有服务的多时隙通信得到的速率是单时隙通信的8倍,用于分组数据服务的峰值无线通信速率可高达554kbps。

(1)对无线接口设备的影响

EDGE对GSM网络原有无线接口的修改将直接影响基站和移动终端的设计,人们必须采用新的终端和基站收发机才能收发使用EDGE调制的信息。

(2)对线性调制的影响

新的调制方案对功率放大器的线性提出了新的要求。与GMSK不同的是,8PSK并不具有一个固定的封装。事实上,EDGE面临的最大挑战是创建一个成本经济的发射机,同时完成GSM的频谱屏蔽。

为了最大限度地利用现有的GSM网络,EDGE收发机必须装在一个为标准收发机设计的基站舱中,并且EDGE收发机必须在发射频谱和热分散方面可以被人们所接受。一般地,高性能的EDGE收发机在发射8PSK时可能需要减少它的平均发射功率,与GMSK相比,平均功率降低(SPD)在2-5dB之间。

如何设计低功率的收发机即微基站、室内或微微基站(picobase)和移动终端会带来进一步的挑战,比如在EDGE系统中就不能再使用针对非线性调制优化的发射机结构。

在连接移动终端的地方可以采取两种调制方式。第一种是将GMSK传输用于上行链路,将8PSK用于下行链路。这样上行链路的速率将限制在GPRS的范围内,而EDGE的高速率将提供给下行链路使用。因为绝大多数服务对下行链路的速率要求都要比上行链路高,这种方案可以用一种最经济的方式满足移动终端的服务需求。第二种方式就是在上行链路和下行链路中都采取决8PSK方式进行传输。

现有的GSM标准定义了多种移动终端,例如从具有低复杂性的单时隙设备到具有高比特性的8时隙设备等。

(3)对总速率的影响

接口总速率越高,技术就越复杂,EDGE接口的高速率无法通过最理想的均衡器结构来处理,而只能考虑次理想的均衡器设计。根据模拟测试的结果,用于8PSK的最好的均衡器设计将只比标准的GSM均衡器稍微复杂一点。

增强的比特率(与标准的GPRS相比)还减少了在时间分布和移动终端速率方面的鲁棒性。然而在绝大多数情况下,EDGE服务将被相对静止的用户使用,这意味着移动终端的高速移动和过度的时间分布是不可能的。另外,当移动速度和时间分布超出EDGE的能力时,还是需要使用GMSK调制的。

4.EDGE对网络结构的影响

无线数据通信速度的提高对现有GSM网络结构提出了新的要求。然而,EDGE系统对现有GSM核心网络的影响非常有限,并且由于GPRS节点、SGSN和网关GPRS支持节点(GGSN)或多或少地独立于用户数据通信速率,因此EDGE将不需要部署新的硬件。

一个明显的通信瓶颈是A-bis接口,它当前只能支持每信道时隙16kbps的速率。

而对于EDGE,每个信道的速率将超过64kbps,这要求为每个通信信道分配多个A-bis时隙。不过,A-bis接口16kbps的限制可以通过引入两个GPRS编码方案(CS3和CS4)来突破,它能够提供每通信信道22.8kbps的速率。

对于基于GPRS的分组数据服务,其他的节点和接口已经能够处理每时隙更高的比特率。对于电路交换服务而言,A-bis接口可以处理每个用户64kbps的速率,因此在MSC中的修改将只会影响软件部分,而不会涉及到原有的硬件设备。

(1)无线网络规划

一个决定EDGE能否取得成功的重要条件是应该能够允许网络运营商逐步引入EDGE。具有EDGE功能的收发机最早应该部署在最需要EDGE覆盖的地方,以补充现有的标准GSM收发机,因此在一个相同的频段,电路交换、GPRS和EDGE用户服务将同时存在。为了将运营商的投资和成本降到最低,与EDGE相关的实现不应该要求对现有无线网络规划做广泛修改,包括信元规划、频率规划、功率级和其他信元参数的设置等。

(2)覆盖范围规划

非透明无线链路协议(如包括自动重复请求APR的协议)的一个重要特点是较差的无线链路质量会导致更低的比特率。与语音通信不同的是,低载波-噪声比并不会导致数据会话的丢失,而只会临时地减少用户通信速度。在GSM信元中不同的用户间存在的载波干扰,一个EDGE信元将同时包括具有不同通信速率的用户,在接近信元中心的地方通信速率高,在接近信元边界的地方通信速率限制在标准GPRS的范围内。

根据提供给国际标准化组织的测试结果,一个具有95%语音通信业务的EDGE系统将有30%的用户获得超过45Kbps的每时隙通信速率,而全部用户的平均速率为34Kbps。假设APD是2dB,那么平均通信速率将减少到30Kbps。

在覆盖范围的问题上,如果网络运营商能够接受在信远边界只具有标准GPRS数据通信速率,那么现有的GSM站点已经提供了EDGE足够使用的覆盖范围。对于一般需要持续比特率的透明数据服务来说,则必须使用链路自适应技术来分配满足比特率和错误比特率(BER)需求时的时隙数量。

(3)频率规划

在绝大多数成熟的GSM网络中,频率的平均再使用次数在9-12之间,未来的移动通信系统将向着更低的频率再使用方向发展。事实上,随着跳频技术的引进,多重再使用方式(MRP)和非连续传输(DTX)将频率的再使用次数降到3是可行的,这就是说每3个基站就会发生频率被重新使用的情况。

EDGE支持频率再使用的这种发展趋势。事实上,由于采用了链路自适应技术,EDGE可以被引入到任何频率计划,包括EDGE可以被引入到现有的GSM频率规划中,为未来更高速率的数据通信打下良好的基础。

5.信道管理

引入EDGE以后,一个信元将包括两类收发机:标准GSM收发机和EDGE收发机。信元中的每个物理信道(时隙)一般至少具有四种信道类型:

(1)、GSM语音和GSM电路交换数据(CSD);

(2)、GPRS分组数据;

(3)、电路交换数据、增强电路交换数据(ECSD)和GSM语音;

(4)、EDGE分组数据(EGPRS),它允许同时为GPRS和EDGE用户提供服务。

虽然标准的GSM收发机只支持上述信道类型1和2,但EDGE收发机支持上述所有4种类型。EDGE系统中的物理信道将根据终端能力和信元需求动态定义。例如,如果几个语音用户都是活动的,那么1类信道的数量就会增加,同时减少GPRS和EDGE信道。显然,在EDGE系统中必须能够实现上述4种信道的自动管理,否则将大大削弱EDGE系统的效率。

6.链路自适应

所谓链路自适应就是能够自动选择调制和编码方案来适应无线链路质量的需求。EDGE标准支持的链路自适应动态选择算法包括对下行链路质量的测量和报告、为上行链路选择新的调制和编码方法等。链路自适应意味着实现调制和编码的完全自动化。通过增量冗余(混合II/IIIARP)改进ARP性能的可能性也正在研究中,这样的方案可以减少在选择调制时对使用链路自适应技术的需求。

7.功率控制

当前的GSM系统使用动态功率控制来增加系统中的均等性,扩大移动终端电池的寿命。类似的策略将被用于GPRS,尽管它们实际的信令过程是不同的,但EDGE对功率控制的支持被专家们认为是GSM/GPRS很类似。因此,网络运营商在部署EDGE时只需要修改现有GSM/GPRS网络的参数设置即可。

需要补充的是,因EDGE用户可以从比标准GSM用户高得多的载波-干扰比中得到益处,因此EDGE的功率控制参数设置与GSM/GPRS将是不同的。

五、EDGE的承载业务

EDGE的承载业务包括分组业务(非实时业务)和电路交换业务(实时业务)。这些业务的承载者包括如下两种:

1.分组交换业务承载者

GPRS网络能够提供从移动台到固定IP网的IP连接。对每个IP连接承载者,都定义了一个QoS参数空间,如优先权、可靠性、延时、最大和平均比特率等等。通过对这些参数进行不同的组合就定义了不同的承载者,以满足不同应用的需要。

而对EDGE需要定义新的QoS参数空间。例如,对于移动速度为250km/h的移动台,最大码率为144kbit/s,对移动速度为100km/h的移动台,其最大码率为384kbit/s。此外,EDGE的平均比特率和延迟等级也与GPRS的不同。

由于不同应用、不同用户的要求不同,因此EDGE必须能够支持更多的QoS。

2.电路交换业务承载者

现有的GSM系统能够支持透明和非透明业务。它定义了8种透明业务承载者,所提供的比特率范围为9.6kbit/s~64kbit/s。

非透明业务承载者用无线链路协议来保证无差错数据传输。对于这种情况,有8种承载者,所提供的比特率为4.8kbit/s~57.6kbit/s。实际的用户数据比特率随信道质量而变化。

Tcs-1通过占用2个时隙来实现。而同样的业务,标准GSM系统用 TCH/F14.4需要占用4个时隙。

可见,EDGE的电路交换方式可以利用较少的时隙占用来实现较高速的数据业务,这可降低移动终端实现的复杂度。同时,由于各个用户占用的时隙数比标准GSM系统的少,从而可以增加系统的容量。

六、发展状况

EDGE是一种基于GSM/GPRS网络的数据增强型移动通信技术,通常又被人们称为2.75代技术。2003年一度倍受忽视的EDGE成为移动通信市场的亮点,先后有美国的CingularWireless和AT&TWireless、智利的TelefonicaMoviles、我国香港特区的CSL和泰国的AIS开通了基于EDGE的服务。与此同时,一些欧洲的移动运营商对EDGE也开始表现出兴趣,其中TIM和TeliaSonera都明确表示将采用EDGE技术。

从技术角度来说,EDGE提供了一种新的无线调制模式,提供了三倍于普通GSM空中传输速率。另一方面EDGE继承了GSM制式标准,载频可以基于时隙动态地在GSM和EDGE之间进行转换(基于手机的类型),支持传统的GSM手机,从而保护了现有网络的投资。EDGE 网络可灵活的逐步扩容,为运营商实现价值最大化提供了有利的支持。

EDGE(加强型数据GSM环境)是一个更快的全球移动通信系统(GSM)无线服务版本,其被设计为可以以每秒384比特的速度传输数据,并可以传输多媒体以及其它宽带应用程序到移动电话和个人电脑上。EDGE标准是建立在已有的GSM和单元排列标准之上的,前两者使用了相同的时分多路访问(TDMA)帧结构。

全球领先的数字无线技术独立供应商TTPCom公司宣布已授权ASMobile Communication使用其EDGE协议软件,开发新一代高端多媒体手机。这项协议是基于两家公司持续不断的合作关系,也标志着ASMobile已将TTPCom技术纳入其2005年全线产品发展蓝图,包括入门级GSM/GPRS移动电话及多功能时尚手机。

ASMobile是华硕计算机股份有限公司于一年前在台湾成立的全资附属公司,力求在竞争激烈的欧洲与南美市场拓展OEM/ODM服务。该公司采用TTPCom GPRS技术的首个入门级手机系列现已率先投产,并定于2005年1月正式出货,随后还会推出兼备游戏下载等多媒体功能的手机。第一款具有EDGE功能的手机预计于2005年秋季推出。

ASMobile EDGE手机的数据传输率是现有GPRS网络提供的三倍,可供全球数目日增的EDGE网络1使用视像下载与高速上网等数据密集的3G服务。这款新手机将采用美国模拟器件公司(Analog Devices)供应的芯片,而TTPCom的EDGE软件与美国模拟器件公司的硬件组合已成为业内公认的能有效加快产品面市时间的技术平台。

ASMobile副总裁Allan Cheng表示:“自ASMobile成立以来,我们对市场的发展潜力以及应该设计怎样的手机以应对瞬息万变的市场需求,已经有了清晰的认识。TTPCom作为我们的长期技术合作伙伴,他们的支持将贯穿我们整个产品的发展蓝图。我们未来的EDGE产品均会采用TTPCom业界领先而且备受认同的技术,相信此举不但满足我们积极推出新手机的目标,也同时迎合用户对于新颖手机功能的期盼。”

TTPCom软件业务部董事总经理Richard Walker表示:“新加入手机市场的公司可利用我们的平台,推出全面系列的手机;这印证了我们的技术是可靠稳定而且易于整合的。随着EDGE技术的日渐普及,陆续进入这一市场的公司将很有机会获得市场占有率。凭借TTPCom技术,ASMobile将随着EDGE的日益普及,可在市场上力争更具竞争力的地位。”

TTPCom 的 EDGE 软件经过了领先的基础设施供应商、测试设备厂商和无线运营商广泛的互通性测试。测试的结果显示,TTPCom 的 EDGE 平台可支持高达每秒 216 Kbs 业界领先的数据传输速率,使网络运营商和手机制造商利用现有2G网络,就可以开始提供如视频流等 3G 类型的服务。

编辑备注 - EDGE 在全球的增长情况

据全球移动设备供应商协会(the Global Mobile Suppliers Association, GSA)统计,全球 53 个国家的 118 个网络运营商部署了 EDGE,以提供新一代服务。当今在北美、南美、欧洲和亚洲已有 17 个网络供应商使用了 EDGE 服务。中国和香港已宣布部署 EDGE 的网络运营商包括 CSL(已提供EDGE服务)、PEOPLES、 SUNDAY 和中国联通。欲了解全球所有 EDGE 运营商的列表。

关于ASMobile Communications

ASMobile是华硕计算机股份有限公司的附属公司,也是专业OEM/ODM通讯设备公司,致力设计与生产GSM/GRPS与EDGE移动终端。ASMobile经验丰富的优秀研发小组与手机业内最具创意的硬件和机械结构以及外形设计工程师合作,全力推出合用的方案,以满足市场瞬息万变的需求。此外,ASMobile的研发工作人员已设立独立的天线小组与协议部门,专门解决重大的通信问题。 除硬件以外,ASMobile也另设有软件与应用小组,提供稳健的软件环境与 *** 作简易的用户接口,满足用户的个别需求。ASMobile工程人员凭借先进兼精密的设备与技术,不断致力从事开发与生产,令ASMobile提供非常出色并符合严格的业界测试标准的产品。

TTPCom与华硕

华硕已获授权使用TTPCom整个技术套件,包括双模3GSM协议软件、开发工具和TTPCom的应用架构AJAR平台。AJAR平台提供预先整合套件,包括短信、多媒体、游戏、浏览器和JAVA 技术。

TTPCom与华硕早前在香港举行的3G全球大会(3G World Congress)展示华硕首部3G手机。该款手机采用TTPCom的双模3GSM技术和应用套件,具备强大的多媒体功能,包括视频流、3D游戏和音乐下载等。

关于TTPCom

TTPCom 公司总部位于英国剑桥,是 TTP 通讯有限公司(LSE:TTC)的主要运营分支机构。该公司开发应用于无线通信终端产品设计与制造的技术知识产权。TTPCom 将技术授权给全球领先的半导体生产商和终端制造商,包括美国模拟器件公司、英特尔、LG、Renesas、夏普、西门子和东芝。

TTPCom 以其 GPRS、EDGE 和 3G 协议软件确立了全球领先的市场地位。TTPCom 通过其 AJAR 应用架构,可帮助客户快速定制手机产品。2004 年,超过3000万部手机使用了TTPCom的技术上市。

七.EDGE技术的前景

据Visant Strategies的最新研究,全球移动运营商将EDGE(增强型数据率传输服务)技术用作永久性数据业务修复或者作为一种过渡性方案,可以在今后的几年中增强数据和语音服务。尽管之前不久有许多运营商取消了EDGE,现在该技术又被运营商视为一种提供高速数据业务以及对现在的GSM或TDMS进行容量升级的行性选择。

到2009年全球将建立成百上千的EDGE功能基站,因此,EDGE技术在全球大部分地区延迟了下一代设备的销售。此外,研究还发现手机EDGE配件的芯片市场在2009年将到20亿美元,而届时GSM/GPRS/EDGE等手机销售总额为310亿美元。

Visant的高深分析师Andy Fuertes说:“据预计EDGE技术的功能将很快被吸收到手机中去,就如同今年GPRS功能已经在手机中普及一样。在今后5年中多数UMTS/GSM双模式手机都将具备EDGE功能,从而使得EDGE功能成为顾客选择手机的重要标准之一。”

研究指出,2009年全部EDGE用户将超1.3亿。许多EDGE用户同时也会采用其它技术如UMTS或OFDM类技术。

研究报告的另一位作者Larry Swasey说:“从人口密度、平均资本收益、无线普及率以及总体无线网络的回报来看,运营商都会考虑EDGE。这种技术对于运营商来讲可以满足他们可靠的投资与回报的预期。

EDGE和GPRS,TD-HSDPA的速度区别

GPRS的访问速度171.2kbps

EDGE传输速率在峰值可以达到384kbps

HSDPA是EDGE升级版,理论上是2000Kbps-33M/BPS


欢迎分享,转载请注明来源:内存溢出

原文地址: https://outofmemory.cn/dianzi/9126132.html

(0)
打赏 微信扫一扫 微信扫一扫 支付宝扫一扫 支付宝扫一扫
上一篇 2023-04-25
下一篇 2023-04-25

发表评论

登录后才能评论

评论列表(0条)

保存