LTE

LTE (Long Term Evolution，長(zhǎng)期演進(jìn)) 項(xiàng)目是3G的演進(jìn)，它改進(jìn)并增強(qiáng)了3G的空中接入技術(shù)，采用OFDM和MIMO作為其無(wú)線網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)的唯一標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)4G牌照發(fā)布的規(guī)定，國(guó)內(nèi)三家運(yùn)營(yíng)商中國(guó)移動(dòng)、中國(guó)電信和中國(guó)聯(lián)通，都拿到了TD-LTE制式的4G牌照。主要特點(diǎn)是在20MHz頻譜帶寬下能夠提供下行100Mbit/s與上行50Mbit/s的峰值速率，相對(duì)于3G網(wǎng)絡(luò)大大的提高了小區(qū)的容量，同時(shí)將網(wǎng)絡(luò)延遲大大降低：內(nèi)部單向傳輸時(shí)延低于5ms，控制平面從睡眠狀態(tài)到激活狀態(tài)遷移時(shí)間低于50ms，從駐留狀態(tài)到激活狀態(tài)的遷移時(shí)間小于100ms。并且這一標(biāo)準(zhǔn)也是3GPP長(zhǎng)期演進(jìn) (LTE) 項(xiàng)目，是近兩年來(lái)3GPP啟動(dòng)的最大的新技術(shù)研發(fā)項(xiàng)目，其演進(jìn)的歷史如下：GSM-->GPRS-->EDGE-->WCDMA-->HSDPA/HSUPA-->HSDPA+/HSUPA+-->FDD-LTE長(zhǎng)期演進(jìn)GSM：9K -->GPRS:42K--> EDGE:172K -->WCDMA：364k -->HSDPA/HSUPA:14.4M -->HSDPA+/HSUPA+:42M -->FDD-LTE:300M由于WCDMA網(wǎng)絡(luò)的升級(jí)版HSPA和HSPA+均能夠演化到FDD-LTE這一狀態(tài)，所以這一4G標(biāo)準(zhǔn)獲得了最大的支持，也將是未來(lái)4G標(biāo)準(zhǔn)的主流。TD-LTE與TD-SCDMA實(shí)際上沒(méi)有關(guān)系不能直接向TD-LTE演進(jìn)。該網(wǎng)絡(luò)提供媲美固定寬帶的網(wǎng)速和移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的切換速度，網(wǎng)絡(luò)瀏覽速度大大提升。LTE終端設(shè)備當(dāng)前有耗電太大和價(jià)格昂貴的缺點(diǎn)，按照摩爾定律測(cè)算，估計(jì)至少還要6年后，才能達(dá)到當(dāng)前3G終端的量產(chǎn)成本。

LTE-Advanced

LTE-Advanced：從字面上看，LTE-Advanced就是LTE技術(shù)的升級(jí)版，那么為何兩種標(biāo)準(zhǔn)都能夠成為4G標(biāo)準(zhǔn)呢？LTE-Advanced的正式名稱為 Further Advancements for E-UTRA，它滿足 ITU-R的IMT-Advanced技術(shù)征集的需求，是3GPP形成歐洲IMT-Advanced技術(shù)提案的一個(gè)重要來(lái)源。

LTE-Advanced是 一個(gè)后向兼容的技術(shù)，完全兼容LTE，是演進(jìn)而不是革命，相當(dāng)于HSPA和WCDMA這樣的關(guān)系。

LTE-Advanced的相關(guān)特性如下：帶寬：100MHz峰值速率：下行1Gbps，上行500Mbps峰值頻譜效率：下行30bps/Hz，上行15bps/Hz針對(duì)室內(nèi)環(huán)境進(jìn)行優(yōu)化有效支持新頻段和大帶寬應(yīng)用峰值速率大幅提高，頻譜效率有限的改進(jìn)如果嚴(yán)格的講，LTE作為3.9G移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，那么LTE-Advanced作為4G標(biāo)準(zhǔn)更加確切一些。

LTE-Advanced的入圍，包含 TDD和FDD兩種制式，其中TD-SCDMA將能夠進(jìn)化到TDD制式，而WCDMA網(wǎng)絡(luò)能夠進(jìn)化到FDD制式。移動(dòng)主導(dǎo)的TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)期望能夠 直接繞過(guò)HSPA+網(wǎng)絡(luò)而直接進(jìn)入到LTE。

WiMax

WiMax：WiMax (Worldwide Interoperability for Microwave Access)，即全球微波互聯(lián)接入，WiMAX的另一個(gè)名字是IEEE 802.16。WiMAX的技術(shù)起點(diǎn)較高，WiMax所能提供的最高接入速度是70M，這個(gè)速度是3G所能提供的寬帶速度的30倍。對(duì)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)來(lái)說(shuō)，這的確是一個(gè)驚人的進(jìn)步。WiMAX逐步實(shí)現(xiàn)寬帶業(yè)務(wù)的移動(dòng)化，而3G則實(shí)現(xiàn)移動(dòng)業(yè)務(wù)的寬帶化，兩種網(wǎng)絡(luò)的融合程度會(huì)越來(lái)越高，這也是未來(lái)移動(dòng)世界和固定網(wǎng)絡(luò)的融合趨勢(shì)。802.16工作的頻段采用的是無(wú)需授權(quán)頻段，范圍在2GHz至66GHz之間，而802.16a則是一種采用2G至11GHz無(wú)需授權(quán)頻段的寬帶無(wú)線接入系統(tǒng)，其頻道帶寬可根據(jù)需求在1.5M至20MHz范圍進(jìn)行調(diào)整，具有更好高速移動(dòng)下無(wú)縫切換的IEEE 802.16m的技術(shù)正在研發(fā)。因此，802.16所使用的頻譜可能比其它任何無(wú)線技術(shù)更豐富，

WiMax具有以下優(yōu)點(diǎn)：(1)對(duì)于已知的干擾，窄的信道帶寬有利于避開(kāi)干擾，而且有利于節(jié)省頻譜資源。(2)靈活的帶寬調(diào)整能力，有利于運(yùn)營(yíng)商或用戶協(xié)調(diào)頻譜資源。(3)WiMax所能實(shí)現(xiàn)的50公里的無(wú)線信號(hào)傳輸距離是無(wú)線局域網(wǎng)所不能比擬的，網(wǎng)絡(luò)覆蓋面積是3G發(fā)射塔的10倍，只要少數(shù)基站建設(shè)就能實(shí)現(xiàn)全城覆蓋，能夠使無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的覆蓋面積大大提升。不過(guò)WiMax網(wǎng)絡(luò)在網(wǎng)絡(luò)覆蓋面積和網(wǎng)絡(luò)的帶寬上優(yōu)勢(shì)巨大，但是其移動(dòng)性卻有著先天的缺陷，無(wú)法滿足高速(≧50km/h)下的網(wǎng)絡(luò)的無(wú)縫鏈接，從這個(gè)意義上講，WiMax還無(wú)法達(dá)到3G網(wǎng)絡(luò)的水平，嚴(yán)格地說(shuō)并不能算作移動(dòng)通信技術(shù)，而僅僅是無(wú)線局域網(wǎng)的技術(shù)。但是WiMax的希望在于IEEE 802.11m技術(shù)上，將能夠有效的解決這些問(wèn)題，也正是因?yàn)橛兄袊?guó)移動(dòng)、英特爾、Sprint各大廠商的積極參與，WiMax成為呼聲僅次于LTE的4G網(wǎng)絡(luò)手機(jī)。關(guān)于IEEE 802.16m這一技術(shù)，我們將留在最后作詳細(xì)的闡述。Wimax當(dāng)前全球使用用戶大約800萬(wàn)，其中60%在美國(guó)。Wimax其實(shí)是最早的4G通信標(biāo)準(zhǔn)，大約出現(xiàn)于2000年。

Wireless MAN

WirelessMAN-Advanced：WirelessMAN- Advanced事實(shí)上就是WiMax的升級(jí)版，即IEEE 802.16m標(biāo)準(zhǔn)，802.16系列標(biāo)準(zhǔn)在IEEE正式稱為WirelessMAN ，而WirelessMAN-Advanced即為IEEE 802.16m。其中，802.16m最高可以提供1Gbps無(wú)線傳輸速率，還將兼容未來(lái)的4G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)。802.16m可在“漫游”模式或高效率/強(qiáng)信號(hào)模式下提供1Gbps的下行速率。該標(biāo)準(zhǔn)還支持“高移動(dòng)”模式，能夠提供1Gbps速率。其優(yōu)勢(shì)如下：1．提高網(wǎng)絡(luò)覆蓋，改建鏈路預(yù)算；2．提高頻譜效率；3．提高數(shù)據(jù)和VOIP容量；4．低時(shí)延&QoS增強(qiáng)；5．功耗節(jié)?。籛irelessMAN-Advanced有5種網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)規(guī)格，其中極低速率為16kbps，低數(shù)率數(shù)據(jù)及低速多媒體為144kbps，中速多媒 體為2Mbps，高速多媒體為30Mbps超高速多媒體則達(dá)到了30Mbps--1Gbps。但是該標(biāo)準(zhǔn)可能會(huì)被率先被軍方所采用，IEEE方面表示軍方 的介入將能夠促使WirelessMAN-Advanced更快的成熟和完善，而且軍方的今天就是民用的明天。不論怎樣，WirelessMAN- Advanced得到ITU的認(rèn)可并成為4G標(biāo)準(zhǔn)的可能性極大。

國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)

2012年1月18日下午5時(shí)，國(guó)際電信聯(lián)盟在2012年無(wú)線電通信全會(huì)全體會(huì)議上，正式審議通過(guò)將LTE-Advanced和WirelessMAN-Advanced(802.16m)技術(shù)規(guī)范確立為IMT-Advanced(俗稱“4G”)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，中國(guó)主導(dǎo)制定的TD-LTE-Advanced和FDD-LTE-Advance同時(shí)并列成為4G國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。

4G國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)工作歷時(shí)三年。從2009年初開(kāi)始，ITU在全世界范圍內(nèi)征集IMT-Advanced候選技術(shù)。2009年10月，ITU共計(jì)征集到了六個(gè)候選技術(shù)，分別來(lái)自北美標(biāo)準(zhǔn)化組織IEEE的802.16m、日本3GPP的FDD-LTE-Advance、韓國(guó)（基于802.16m）和中國(guó)（TD-LTE-Advanced）、歐洲標(biāo)準(zhǔn)化組織3GPP（FDD-LTE-Advance）。

4G國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)公布有兩項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)分別是LTE-Advance和IEEE，一類是LTE-Advance的FDD部分和中國(guó)提交的TD-LTE-Advanced的TDD部分，總基于3GPP的LTE-Advance。另外一類是基于IEEE 802.16m的技術(shù)。ITU在收到候選技術(shù)以后，組織世界各國(guó)和國(guó)際組織進(jìn)行了技術(shù)評(píng)估。在2010年10月份，在中國(guó)重慶，ITU-R下屬的WP5D工作組最終確定了IMT-Advanced的兩大關(guān)鍵技術(shù)，即LTE-Advanced和802.16m。中國(guó)提交的候選技術(shù)作為L(zhǎng)TE-Advanced的一個(gè)組成部分，也包含在其中。在確定了關(guān)鍵技術(shù)以后，WP5D工作組繼續(xù)完成了電聯(lián)建議的編寫(xiě)工作，以及各個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化組織的確認(rèn)工作。此后WP5D將文件提交上一級(jí)機(jī)構(gòu)審核，SG5審核通過(guò)以后，再提交給全會(huì)討論通過(guò)。在此次會(huì)議上，TD-LTE正式被確定為4G國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，也標(biāo)志著中國(guó)在移動(dòng)通信標(biāo)準(zhǔn)制定領(lǐng)域再次走到了世界前列，為T(mén)D-LTE產(chǎn)業(yè)的后續(xù)發(fā)展及國(guó)際化提供了重要基礎(chǔ)。日本軟銀、沙特阿拉伯STC、mobily、巴西sky Brazil、波蘭Aero2等眾多國(guó)際運(yùn)營(yíng)商已經(jīng)開(kāi)始商用或者預(yù)商用TD-LTE網(wǎng)絡(luò)。印度Augere預(yù)計(jì)2012年2月開(kāi)始預(yù)商用。審議通過(guò)后，將有利于TD-LTE技術(shù)進(jìn)一步在全球推廣。同時(shí)，國(guó)際主流的電信設(shè)備制造商基本全部支持TD-LTE，而在芯片領(lǐng)域，TD-LTE已吸引17家廠商加入，其中不乏高通等國(guó)際芯片市場(chǎng)的領(lǐng)導(dǎo)者。速率對(duì)比無(wú)線蜂窩技術(shù)：CDMA2000 1x/EVDo;GSM EDGE;TD-SCDMA HSPA;WCDMA HSPA;TD-LTE;FDD-LTE

　　4G網(wǎng)絡(luò)的下行速率能達(dá)到100Mbps～150Mbps，比3G快20倍～30倍，上傳的速度也能達(dá)到20Mbps～40Mbps。這種速率能滿足幾乎所有用戶對(duì)于無(wú)線服務(wù)的要求。有人曾這樣比較3G和4G的網(wǎng)速，3G的網(wǎng)速相當(dāng)于“高速公路”，4G的網(wǎng)速相當(dāng)于“磁懸浮”。

多模多頻芯片

支持LTE/3G多模多頻是LTE終端的明確發(fā)展方向，也是國(guó)內(nèi)運(yùn)營(yíng)商的發(fā)展思路。目前國(guó)內(nèi)某些運(yùn)營(yíng)商已經(jīng)公開(kāi)表示將建設(shè)TDD/FDD融合組網(wǎng)，這對(duì)多模多頻也提出了很高要求。[12]  中國(guó)移動(dòng)也多次強(qiáng)調(diào)，TDD/FDD混合組網(wǎng)、支持5模10頻、5模12頻及Band 41是中國(guó)移動(dòng)發(fā)展LTE智能終端的重點(diǎn)。[13] 關(guān)于多模多頻，業(yè)界普遍認(rèn)為頻段不統(tǒng)一是當(dāng)今全球LTE終端設(shè)計(jì)的最大障礙——當(dāng)前，全球2G、3G 和4G LTE網(wǎng)絡(luò)頻段的多樣性對(duì)移動(dòng)終端開(kāi)發(fā)構(gòu)成了挑戰(zhàn)。全球2G和3G技術(shù)各采用4到5個(gè)不同的頻段，加上4G LTE，網(wǎng)絡(luò)頻段的總量將近40個(gè)。要支持多模多頻，首先就需要終端集成能同時(shí)支持多種制式和頻段的芯片。芯片標(biāo)準(zhǔn)從4G芯片的發(fā)展來(lái)看，4G芯片應(yīng)該具備高度集成、多模多頻、強(qiáng)大的數(shù)據(jù)與多媒體處理能力。全球4G手機(jī)大多數(shù)采用高通的芯片。博通、Marvell、英特爾、聯(lián)發(fā)科、聯(lián)芯科技、創(chuàng)毅視訊、展迅、海思等芯片廠商也有4G基帶芯片產(chǎn)品推出，主要運(yùn)用于MIFI、CPE等數(shù)據(jù)終端中。在2013年8月初最新公布的中國(guó)移動(dòng)2013年度TD-LTE終端采購(gòu)的芯片使用上，采用高通芯片的比例超過(guò)60%，甚至有的預(yù)期稱可能會(huì)占到中國(guó)移動(dòng)2013年所有采購(gòu)的4G終端產(chǎn)品的70%左右。高通的LTE芯片強(qiáng)調(diào)高集成度和多模多頻支持，高通所有LTE芯片組均同時(shí)支持LTETDD和LTE FDD，而在LTE/3G多模方面，以第三代調(diào)制解調(diào)器Gobi MDM9x25為例，支持LTERel10、HSPA+ Rel10、1x/DO、TD-SCDMA、GSM/EDGE；此外強(qiáng)調(diào)“高集成”和“單芯片”的驍龍800系列處理器也集成了Gobi 9x25調(diào)制解調(diào)方案。而目前有超過(guò)150款采用高通第三代調(diào)制解調(diào)方案的智能終端正在研發(fā)中。 此外，2013年年初推出的RF360前端解決方案還首次實(shí)現(xiàn)單個(gè)終端支持所有LTE制式和頻段的設(shè)計(jì)，支持七種網(wǎng)絡(luò)制式(FDD、TD-LTE、WCDMA、EV-DO、CDMA1x、TD-SCDMA和GSM/EDGE)。