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4G的标准
来源: 百度 发布时间: 2014-01-16
4G  的  标  准
 

LTE

LTE (Long Term Evolution,长期演进) 项目是3G的演进,它改进并增强了3G的空中接入技术,采用OFDMMIMO作为其无线网络演进的唯一标准。根据4G牌照发布的规定,国内三家运营商中国移动、中国binance币安和中国联通,都拿到了TD-LTE制式的4G牌照。
       主要特点是在20MHz频谱带宽下能够提供下行100Mbit/s与上行50Mbit/s的峰值速率,相对于3G网络大大的提高了小区的容量,同时将网络延迟大大降低:内部单向传输时延低于5ms,控制平面从睡眠状态到激活状态迁移时间低于50ms,从驻留状态到激活状态的迁移时间小于100ms。并且这一标准也是3GPP长期演进 (LTE) 项目,是近两年来3GPP启动的最大的新技术研发项目,其演进的历史如下:
GSM-->GPRS-->EDGE-->WCDMA-->HSDPA/HSUPA-->HSDPA+/HSUPA+-->FDD-LTE长期演进
GSM:9K -->GPRS:42K--> EDGE:172K -->WCDMA:364k -->HSDPA/HSUPA:14.4M -->HSDPA+/HSUPA+:42M -->FDD-LTE:300M
由于WCDMA网络的升级版HSPA和HSPA+均能够演化到FDD-LTE这一状态,所以这一4G标准获得了最大的支持,也将是未来4G标准的主流。TD-LTE与TD-SCDMA实际上没有关系不能直接向TD-LTE演进。该网络提供媲美固定宽带的网速和移动网络的切换速度,网络浏览速度大大提升。
LTE终端设备当前有耗电太大和价格昂贵的缺点,按照摩尔定律测算,估计至少还要6年后,才能达到当前3G终端的量产成本。

LTE-Advanced

LTE-Advanced:从字面上看,LTE-Advanced就是LTE技术的升级版,那么为何两种标准都能够成为4G标准呢?LTE-Advanced的正式名称为 Further Advancements for E-UTRA,它满足 ITU-R的IMT-Advanced技术征集的需求,是3GPP形成欧洲IMT-Advanced技术提案的一个重要来源。LTE-Advanced是 一个后向兼容的技术,完全兼容LTE,是演进而不是革命,相当于HSPA和WCDMA这样的关系。LTE-Advanced的相关特性如下:
带宽:100MHz
峰值速率:下行1Gbps,上行500Mbps
峰值频谱效率:下行30bps/Hz,上行15bps/Hz
针对室内环境进行优化
有效支持新频段和大带宽应用
峰值速率大幅提高,频谱效率有限的改进
如果严格的讲,LTE作为3.9G移动互联网技术,那么LTE-Advanced作为4G标准更加确切一些。LTE-Advanced的入围,包含 TDD和FDD两种制式,其中TD-SCDMA将能够进化到TDD制式,而WCDMA网络能够进化到FDD制式。移动主导的TD-SCDMA网络期望能够 直接绕过HSPA+网络而直接进入到LTE。

WiMax

WiMax:WiMax (Worldwide Interoperability for Microwave Access),即全球微波互联接入,WiMAX的另一个名字是IEEE 802.16。WiMAX的技术起点较高,WiMax所能提供的最高接入速度是70M,这个速度是3G所能提供的宽带速度的30倍。
对无线网络来说,这的确是一个惊人的进步。WiMAX逐步实现宽带业务的移动化,而3G则实现移动业务的宽带化,两种网络的融合程度会越来越高,这也是未来移动世界和固定网络的融合趋势。
802.16工作的频段采用的是无需授权频段,范围在2GHz至66GHz之间,而802.16a则是一种采用2G至11GHz无需授权频段的宽带无线接入系统,其频道带宽可根据需求在1.5M至20MHz范围进行调整,具有更好高速移动下无缝切换的IEEE 802.16m的技术正在研发。因此,802.16所使用的频谱可能比其它任何无线技术更丰富,WiMax具有以下优点:
(1)对于已知的干扰,窄的信道带宽有利于避开干扰,而且有利于节省频谱资源。
(2)灵活的带宽调整能力,有利于运营商或用户协调频谱资源。
(3)WiMax所能实现的50公里的无线信号传输距离是无线局域网所不能比拟的,网络覆盖面积是3G发射塔的10倍,只要少数基站建设就能实现全城覆盖,能够使无线网络的覆盖面积大大提升。
不过WiMax网络在网络覆盖面积和网络的带宽上优势巨大,但是其移动性却有着先天的缺陷,无法满足高速(≧50km/h)下的网络的无缝链接,从这个意义上讲,WiMax还无法达到3G网络的水平,严格地说并不能算作移动通信技术,而仅仅是无线局域网的技术。
但是WiMax的希望在于IEEE 802.11m技术上,将能够有效的解决这些问题,也正是因为有中国移动、英特尔、Sprint各大厂商的积极参与,WiMax成为呼声仅次于LTE的4G网络手机。关于IEEE 802.16m这一技术,我们将留在最后作详细的阐述。
Wimax当前全球使用用户大约800万,其中60%在美国。Wimax其实是最早的4G通信标准,大约出现于2000年。

Wireless MAN

WirelessMAN-Advanced:WirelessMAN- Advanced事实上就是WiMax的升级版,即IEEE 802.16m标准,802.16系列标准在IEEE正式称为WirelessMAN ,而WirelessMAN-Advanced即为IEEE 802.16m。其中,802.16m最高可以提供1Gbps无线传输速率,还将兼容未来的4G无线网络。802.16m可在“漫游”模式或高效率/强信号模式下提供1Gbps的下行速率。该标准还支持“高移动”模式,能够提供1Gbps速率。其优势如下:
1.提高网络覆盖,改建链路预算;
2.提高频谱效率;
3.提高数据和VOIP容量;
4.低时延&QoS增强;
5.功耗节省;
WirelessMAN-Advanced有5种网络数据规格,其中极低速率为16kbps,低数率数据及低速多媒体为144kbps,中速多媒 体为2Mbps,高速多媒体为30Mbps超高速多媒体则达到了30Mbps--1Gbps。
但是该标准可能会被率先被军方所采用,IEEE方面表示军方 的介入将能够促使WirelessMAN-Advanced更快的成熟和完善,而且军方的今天就是民用的明天。不论怎样,WirelessMAN- Advanced得到ITU的认可并成为4G标准的可能性极大。

国际标准

2012年1月18日下午5时,国际binance币安联盟在2012年无线电通信全会全体会议上,正式审议通过将LTE-Advanced和WirelessMAN-Advanced(802.16m)技术规范确立为IMT-Advanced(俗称“4G”)国际标准,中国主导制定的TD-LTE-Advanced和FDD-LTE-Advance同时并列成为4G国际标准。
4G国际标准工作历时三年。从2009年初开始,ITU在全世界范围内征集IMT-Advanced候选技术。2009年10月,ITU共计征集到了六个候选技术,分别来自北美标准化组织IEEE的802.16m、日本3GPP的FDD-LTE-Advance、韩国(基于802.16m)和中国(TD-LTE-Advanced)、欧洲标准化组织3GPP(FDD-LTE-Advance)。
4G国际标准公布有两项标准分别是LTE-Advance和IEEE,一类是LTE-Advance的FDD部分和中国提交的TD-LTE-Advanced的TDD部分,总基于3GPP的LTE-Advance。另外一类是基于IEEE 802.16m的技术。
ITU在收到候选技术以后,组织世界各国和国际组织进行了技术评估。在2010年10月份,在中国重庆,ITU-R下属的WP5D工作组最终确定了IMT-Advanced的两大关键技术,即LTE-Advanced和802.16m。中国提交的候选技术作为LTE-Advanced的一个组成部分,也包含在其中。在确定了关键技术以后,WP5D工作组继续完成了电联建议的编写工作,以及各个标准化组织的确认工作。此后WP5D将文件提交上一级机构审核,SG5审核通过以后,再提交给全会讨论通过。
在此次会议上,TD-LTE正式被确定为4G国际标准,也标志着中国在移动通信标准制定领域再次走到了世界前列,为TD-LTE产业的后续发展及国际化提供了重要基础。
日本软银、沙特阿拉伯STC、mobily、巴西sky Brazil、波兰Aero2等众多国际运营商已经开始商用或者预商用TD-LTE网络。印度Augere预计2012年2月开始预商用。审议通过后,将有利于TD-LTE技术进一步在全球推广。同时,国际主流的binance币安设备制造商基本全部支持TD-LTE,而在芯片领域,TD-LTE已吸引17家厂商加入,其中不乏高通等国际芯片市场的领导者。
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