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LTE前世今生和未来 发表评论(0) 编辑词条

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LTE前世今生和未来编辑本段回目录

    当我们还在为体验到高速的3G网络而兴奋时;当我们还在为如何选择WCDMACDMA2000和TD-SCDMA三种3G网络而烦恼时;你可知道,3G运营商们已经开始为后3G时代牵线搭桥了,我们即将迎来全新的LTE时代。LTE,也许你已听过这个名字,也许你已在上海世博会上亲身感受过它的精彩,那么LTE就是传说中的4G吗?相比3G它又有哪些优势呢?2011年LTE能走进我们的生活吗?下面就让我们一起来了解LTE的前世今生和未来。


4G时代抢先到来?看LTE前世今生和未来

    Long Term Evolution 长期演进

    LTE(Long Term Evolution,长期演进),它是由3GPP(第三代合作伙伴计划)机构启动的最大的新技术研发项目。最初,LTE被定义为3G与4G技术之间的一个过渡标准,可以理解为3.9G技术;然而从目前的情况来看,国际电信联盟(International Telecommunications Union,ITU)已经基本确定了从LTE和WiMax两大技术中选定第四代移动通信技术(4G)标准,因此现在的LTE已经可以称为“准4G”。

4G时代抢先到来?看LTE前世今生和未来
“准4G”——LTE

    LTE的诞生

    相比2G网络,第三代移动通信技术(3G)在数据传输速率方面有了较为明显的提升;但相比WiMax和WiFi网络而言,3G的数据传输速率仍不能满足宽带移动互联的需求。因此为了提升3G网络在无线宽带领域的竞争力,3GPP组织在2004提出了3G网络的LTE(Long Term Evolution,长期演进)计划,该计划从“系统性能”、“网络的部署场景”、“网络架构”、“业务支持能力”等方面对LTE提出了更高的要求。

    为何取名为LTE

    LTE为什么要取名为3G的“长期演进”呢?这主要是因为通信是一个投资巨大的行业,各大通信巨头总是希望能在现有的基础通信构架上延续、修补和完善,而不希望出现彻底的颠覆,以免造成初始投资的损失。尽管现在的LTE已经在3G的基础上进行了不小的改革,但这些巨头们仍然喜欢沿用这种带有“演进”风格的名称,所以取名为“LTE”。

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LTE的主要对手:UMB和WiMax

    LTE的主要竞争对手

    既然LTE是3G网络的“长期演进”,那么是不是WCDMA、CDMA2000和TD-SCDMA这些3G网络都会向着LTE方向发展呢?LTE还有没有其它的对手呢?我们一起来看看。

    认识四大3G标准

    相信很多用户都认为3G网络只有WCDMA、CDMA2000和TD-SCDMA三种,其实在2007年,国际电信联盟(ITU)一共确定了四大3G标准,除了上述三种,还有WiMax(IEEE 802.16e)。而四大3G网络最初制定的演进方向也不尽相同,究竟它们各自会如何发展呢?我们一起来看看。


4G时代抢先到来?看LTE前世今生和未来
四大3G技术最初演进路线

    我们可以看到,同属3GPP阵营的TD-SCDMA和WCDMA的演进方向为LTE;而属于3GPP2阵营的CDMA2000则向着UMB的方向演进;WiMax则继续着自己的步伐,向着WiMax(802.16m)演进。也就是说,LTE最初的主要竞争对手是UMB和WiMax。

    UMB提前出局 CDMA向LTE演进

    在LTE的两大竞争对手中,UMB(超移动宽带)最先出局(UMB主要是由高通公司主导的)。在2006年,迫于LTE和WiMax的压力,3GPP2组织制定了CDMA 2000的演进标准UMB。UMB是全球首个基于IP的移动宽带标准,可实现超百兆的下行峰值速率,延迟更是低于16ms。遗憾的是,受到高通CDMA授权费用的阻碍,CDMA的投资逐渐萎缩,全球主要的CDMA运营商纷纷表示将向LTE演进,最终高通公司在2008年宣布停止UMB的研发。也就是说,UMB退出了准4G的竞争。

4G时代抢先到来?看LTE前世今生和未来
三大3G技术向LTE演进

    由于UMB的提前出局,我国三大运营商的三大3G网络均向着LTE方向演进(LTE技术方向仍不相同)。所以目前LTE的竞争对手只有一个,那就是WiMax。

    唯一的竞争对手:WiMax

4G时代抢先到来?看LTE前世今生和未来
WiMax

    WiMax(Worldwide Interoperability for Microwave Access全球微波互联接入)。WiMax的另一个名字是IEEE 802.16,它能提供超高速网络连接,数据传输距离最远可达50km。此外,它还具有QoS保障、传输速率高(下行峰值108Mbps)、业务丰富多样等优点;而且WiMax的技术起点很高,采用了代表未来通信技术发展方向的OFDM/OFDMA、AAS、MIMO等先进技术。现在的WiMax(802.16m)已经跳过3G,直接向4G演进;而且WiMax还是LTE的诞生基石,因为WiMax有70%的规范被LTE采纳。

    前面已经介绍过,国际电信联盟(International Telecommunications Union;ITU)已经基本确定了从LTE和WiMax两大技术中选定第四代移动通信技术(4G)标准,而且两者同时入选的几率非常大,因此两者的竞争也将继续下去。

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LTE的两大技术方向:FDD和TDD

    LTE的两大技术方向:LTE FDD和LTE TDD    前文我们谈到,三大3G网络虽然最终都选择了向LTE演进,但演进的技术方向却不尽相同。其中WCDMA和CDMA 2000将向着LTE FDD演进,而TD-SCDMA将向着LTE TDD演进,两者究竟有何不同呢?我们一起来看看。


4G时代抢先到来?看LTE前世今生和未来
LTE FDD 和 LTE TDD

    按照双工方式,LTE定义了两种技术方向,即LTE FDD和LTE TDD。其中FDD为频分双工机制,也就是采用成对的频率来划分上行和下行通道,类似于现在的GSM制式,是目前大多数传统3G运营商的选择;TDD为时分双工机制,和计算机内部的总线工作方式相似,即通过时钟同步,把通道划分为不同的时隙来区分上行和下行,目前主要支持者为中国移动,所以LTE TDD又名“TD-LTE”。

    LTE FDD和LTE TDD的优缺点对比

    LTE FDD和LTE TDD各有优缺点,如TDD能够灵活配置频率,可通过调整上下行时隙转换点,提高下行时隙比例,可以更好地支持非对称业务;而且由于TDD的基站接收和发送可以共用部分射频单元,可有效降低设备复杂度和成本。不过由于TDD的时间资源同时分配给了上、下行,TDD的发射时间也就是FDD的一半,也就是说如果TDD要发送和FDD一样多的数据,就必须增大TDD的发射功率;此外,TDD的基站覆盖范围小于FDD基站,且抗干扰能力也不及FDD。

    引入OFDM和MIMO技术

    与3G网络使用的CDMA空中接入技术不同,LTE采用了更高端的OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,即正交频分复用)和MIMO(Multiple-Input Multiple-Out-put,即多进多出)技术。我们知道,目前的3G网络技术本身就是一种自干扰体系,随着用户数量的增加和应用环境的变化,干扰会不断叠加,最终影响实际使用效果。

    而通过OFDM技术就可解决类似问题,它所使用的正交窄带信道可有效抵抗频率选择性衰减,降低码间干扰和提高频谱利用率;而通过MIMO多进多出技术,可有效提升数据的吞吐量和传输能力,同时增加信号的覆盖能力。目前OFDM和MIMO技术均已成为4G网络标准技术。

    LTE带来的变化

    1、提升峰值速率:下行峰值速率为100Mbps、上行为50Mbps。

  2、提高了频谱效率:下行链路5(bit/s)/Hz;上行链路2.5(bit/s)/Hz。

  3、以分组域业务为主要目标,系统在整体架构上将基于分组交换。

  4、QoS保证,通过系统设计和严格的QoS机制,保证实时业务的服务质量。

  5、系统部署灵活,能够支持1.25MHz-20MHz间的多种系统带宽,并支持“paired”和“unpaired”的频谱分配。

  6、降低无线网络时延:时延可达U-plan<5ms,C-plan<100ms。

  7、增加了小区边界比特速率,在小区边界可提供1bit/s/Hz的数据速率。

  8、提供向下兼容,支持已有的3G系统和非3GPP规范系统的协同运作。

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我国LTE的发展 LTE的未来发展

    我国LTE的发展

    虽然3G网络还尚未在我国普及,但中国移动已经开始高调宣传TD-LTE。中国移动在工信部的支持下,已经启动了覆盖全国6大城市的TD-LTE规模性试验工作,在一定时期内计划覆盖5000万人,为LTE商用随时做好准备。此外,中国移动已经与9家运营商签署TD-LTE合作协议(NDA/MoU),推动全球建成或即将建成26个TD-LTE试验网。目前,TD-LTE实验网的传输速率下行可达100Mbps,上行可达50Mbps。

    与高调的中国移动相似,已经向LTE靠拢的中国电信也在加紧LTE演进步伐,在去年举办的上海世博会上,中国电信已经在世博园内建成全国最大的LTE实验网,总面积达8.1平方公里,比中国移动的TD-LTE实验网还要大2.7平方公里。目前,中国电信的LTE FDD实验网在20MHz频段下同样实现了下行速率100Mbps,上行速率50Mbps。

    在三大电信运营商中,中国联通对LTE的反应最迟缓,目前尚未有任何启动LTE的消息。从WCDMA的演进路线来看,中国联通将首先向HSPA+网络演进,下行传输速率将从目前的7.2Mbps提升至14Mbps甚至是21Mbps。具体的演进速度将根据用户的速率需求和两大竞争对手的变化而定。

    TD-LTE在2011年开始试商用?


4G时代抢先到来?看LTE前世今生和未来
2011年会是TD-LTE商用元年?

    目前,TD-LTE技术已经得到了国际组织、运营商和设备商的广泛支持,一个包括设备、芯片、终端、仪表、天线等在内的国际化产业链已经逐步成形,TD-LTE在全球的大规模试验和商用已经呈现出“箭在弦上”之势,那么2011年会是TD-LTE商用元年吗?这个目前谁也说不准。

    根据中国移动董事长王建宙在2011GSMA的介绍,TD-LTE商用时间尚未确定;而且目前TD-LTE的芯片(高通推出的TD-LTE芯片计划于今年第四季度上市)和终端设备尚未量产,所以TD-LTE在今年开始商用的可能性不高。不过由于TD-SCDMA在3G时代表现不佳,不排除中国移动为扭转被动局面在2011年年底开始TD-LTE商用的可能。总之,“准4G”网络LTE已经离我们很近了,让我们做好准备,随时迎接它的到来吧。

    LTE的未来:真正的4G标准?

    作为国际电信联盟确认的“准4G”标准,不少业内专家认为LTE与WiMax成为4G标准已“没有悬念”,最终确定只是时间问题,因此我们已经可以把LTE网络称为4G网络。而作为LTE的两个技术方向,LTE FDD和LTE TDD也必将开始融合发展,以后每一个LTE客户端,既可在FDD网络使用,同时也可以在TD-LTE网络使用。那么4G网络之后的5G网络又是什么呢?让我们期待LTE+和IEEE 802.11m+给我们带来答案吧。

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