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范圍3km的“無網絡通訊技術”,這是手機還是對講機?

2019-06-28

  6月26日,OPPO在MWC上召開發布會,展示了全球首款屏下攝像頭手機,引起了關注,隨后他們又在發布會上官宣了全新的“無網絡通信技術”。小編一臉懵逼——除了吼,這個世界上居然還有不依靠網絡的通信技術嗎?

  

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  (圖自:OPPO官方)

  據OPPO稱,他們的無網絡通訊技術能夠在3000米內不依賴蜂窩網絡、Wi-Fi、藍牙等傳統通信方式的條件下,實現OPPO設備間點對點的文字、語音傳輸和語音通話。同時還支持多設備組成小范圍局域網,并通過手機中繼拓展通信范圍,只要處于信號搜索范圍,即可實現局域網通信。

  哦,原來是自組網技術。

  這令小編不由得想起了此前華為手機的無網絡互傳技術HuaWei Share。如果說華為的技術是近距離高速同步數據的創新,那么OPPO這個無網絡通信技術則瞄準應急通信、高干擾高負載極端通信條件下的數據交換,在一些信號比較差或者LTE負載過大的地區,比如大型體育賽事、演唱會、展會等場景比較好用。

  在現場演示時,一臺經過改裝的OPPO R15手機在切斷所有信號的情況下,還可以像對講機那樣通話和傳輸信息。這一切都是通過設備自發組建網絡完成,不依賴LTE、Wi-Fi、藍牙或Zigbee等已知通信方式。

  

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  (圖自:新浪科技)

  據悉,該技術采用了OPPO定制的芯片與通訊協議,可以實現低電量下可以維持72個小時的文字通訊續航,以及支持持續信道監聽,在被其他設備發現后可以發送關機前記錄的最后GPS位置,讓用戶在野外手機關機、失聯等極端環境下,依然能夠被搜尋。

  

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  (圖自:新浪科技)

  自組網技術的歷史

  無線自組網技術其實由來已久,最早的應用區分主要是物聯網和非物聯網領域。

  據環球專網通信報道,在物聯網領域,主流的Zigbee、藍牙等技術都集成了無線自組網功能,用于近場、海量終端之間的小數據量傳輸。在這個領域,無線自組網具有統一的標準,產業鏈成熟。

  而在非物聯網領域,無線自組網技術最早起源于軍事應用,即美軍的先進戰術通信系統,稱為Ad Hoc,目前已經成為軍用電臺的必備功能。2000年左右,Ad hoc技術開始轉為民用,稱為Mesh技術。2003年,IEEE標準組織開始制定Mesh標準,2006年提出了802.11S,即Wi-Fi體制的Mesh標準。

  在Wi-Fi Mesh之后,基于COFDM技術體制的Mesh產品逐漸成為主流。COFDM自組網產品的工作頻段、發射功率和無線傳輸技術都可以根據需求定制,擺脫了Wi-Fi Mesh對公共頻段和商用套片的依賴,室外移動環境下的覆蓋能力得到了顯著提升,應用場景也得到了較大的擴展,比較成功的應用如公安原有的無線圖傳系統等。

  但是,COFDM技術與主流3GPP技術體制有較大的差別,各廠家的標準也不統一,相應的產業鏈比較薄弱,應用比較零散,無法形成規模化的市場,未來的發展空間非常有限。

  3GPP體制下的自組網技術

  環球專網通信認為,盡管自組網技術一直都是業界研究的熱點,但是該技術直到4G規模商用也沒有進入主流3GPP標準規范之中,主要原因還是運營商市場對自組網應用的需求并不是太多。

  相比運營商網絡,無線專網要求更廣的覆蓋范圍、更靈活的組網方式和更強的上傳容量,需要支持脫網直通、多跳橋接以及無中心節點自組網等功能,而寬帶自組網技術是滿足上述需求的關鍵,因此3GPP標準在R12及后續版本中都對自組網技術進行了重點研究,并形成了相關的標準。

  3GPP標準在R12版本中增加了鄰近服務功能(Proximity Service, ProSe),定義了相應的空口,即PC5接口,以及空口技術規范,即Sidelink規范。在LTE幀結構的基礎上,Sidelink規范增加了discovery信道,用于終端之間的相互發現,通過同步信號實現終端之間的同步,而對于控制信道和業務信道則延用了LTE標準。Sidelink空口規范支持蜂窩小區內和小區外的終端之間直接通信,終端之間可以自組成網,因此,Sidelink實際上就是3GPP體制下的寬帶自組網技術的空口規范,是未來各種3GPP體制自組網產品的技術基礎。

  相比COFDM封閉技術體制的自組網技術,3GPP體制的自組網技術能夠充分利用4G以及5G的開放的先進技術,相關的產品也能夠充分利用3GPP成熟的產業資源,從而大幅提升產品的性能指標,擴展應用場景,增強實戰效果。其中,一些關鍵的技術和功能包括:

  1、信道編解碼

  業務信道采用Turbo碼,其編碼增益比COFDM自組網常用的卷積碼具有顯著的提升;

  2、高階調制

  最高可以支持256QAM,進一步提升頻譜效率。利用成熟的AMC機制,可以根據信道條件動態調整調制階數,保持空口流量的平穩;

  3、多天線技術

  在R14版本中,Sidelink規范增加了發射分集功能,,為后續進一步引入空分復用奠定了基礎。利用LTE成熟的MIMO技術,3GPP自組網技術能夠顯著提升頻譜效率,在兩天線配置下,頻譜效率能夠達到6~8bps/Hz,比COFDM自組網的頻譜效率提升了4~5倍,這對于頻譜資源有限的專網用戶非常重要;

  4、HARQ技術

  融合重傳和前向糾錯功能,顯著提升空口傳輸性能,特別是空口的穩健性,有助于傳輸時延的減小;軟合并功能能夠進一步提升糾錯能力;

  5、QoS機制

  非3GPP體制的自組網產品大都沒有完整的端到端QoS機制,只是一個IP管道而已。但是在ProSe功能中,定義了數據包優先級(ProSe Per-Packet Priority:PPPP),針對語音、視頻、數據等不同的業務進行分級保障,也可以針對不同的用戶組進行分級保障。QoS分級保障是無線專網的必要需求;

  6、新波形

  利用F-OFDM、UFMC等5G中討論的新波形技術,3GPP自組網技術能夠更加靈活、高效地利用專網有限的頻譜資源;

  上述這些功能對于傳統自組網大多還是新技術,而這些功能在規模部署的4G網絡中已經證明能夠顯著提升無線性能,因此也將顯著提升無線自組網的無線性能。當然,隨著更多應用場景的引入,Sidelink規范自身也在不斷完善。在R12的基礎上,Sidelink規范在R13中增加了跨載波終端發現、數據包優先級、UE-to-Network中繼等功能,在R14中增強了中繼的功能,能夠支持更多的跳數,結合橋接功能,單個蜂窩小區的覆蓋范圍有了更為明顯的提升。Sidelink規范在R14中也被運用到V2X標準中,用于車與車、車與路邊單元之間的直接通信,基于車聯網的應用要求,在當前的R15版本討論中,載波聚合、64QAM、發射分集、更短子幀等關鍵技術和功能極有可能增加到規范之中,而在R16版本的早期討論中,包括 V2X切片、E2E QoS、多播、定位等新功能也列上了討論的議題。

  手機當對講機用

  目前普通的對講機手臺對手臺的通訊距離一般在3-5千米左右,換言之,OPPO的無網絡通訊技術已經超出了Wi-Fi與藍牙的覆蓋范圍,達到了普通對講機的要求。推測OPPO應該使用了無線電技術來實現超遠距離通訊。

  其實在荷蘭科技媒體LetsGoDigital本月早些時候的報道中,OPPO已經在歐洲市場獲批了“Reno F”和“Reno Z”兩款型號,Reno Z新機所采用的全新MeshTalk技術估計就是上面提到的“無網絡通信技術”。

  

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  目前OPPO已經向EUIPO提交了Mesh Talk和Mesh Talkie兩個商標

  如果OPPO的無網絡通訊技術切實可行的話,那么以后OPPO手機就可以勝任自駕游、短長途出行的車隊通訊需求,自帶一部分“越野”屬性,只不過大家都要使用同一品牌的手機咯。


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