LTE TDD在未來4G技術標準中的位置
隨著各種互聯網應用的蓬勃發展,現有的3G網絡已經不能滿足人們日益增長的需求。無線通信系統呈現出移動化、寬帶化和IP化的發展趨勢,在此形勢下,國際電聯(ITU)提出了更高的要求——IMT-Advanced,也就是我們說的4G技術。WiMAX、LTE和UMB是目前面向4G演進的主要標準。
LTE(Long Term Evolution)同時定義了LTE FDD(Frequency Division Duplexing)和LTE TDD(Time Division Duplexing)兩種方式,其中LTETDD作為TD-SCDMA向4G的演進方式,是中國移動的必然選擇。
1.移動無線技術向4G演進的主要技術標準介紹
WiMAX、LTE和UMB被認為是移動通信向4G演進的主要三種技術標準。ITU對IMT-Advanced要求的峰值速率為:(1)低速移動、熱點覆蓋場景下1Gbit/s以上。(2)高速移動、廣域覆蓋場景下100Mbit/s。目前這三種標準都未達到ITU為IMT-Advanced制定的目標,因此IEEE和3GPP等各大標準組織都在積極修訂各自的標準,以符合ITU-R的建議。
WiMAX是由IEEE提出的寬帶無線接入技術,受到英特爾、思科等IT廠商的支持。由于沒有原體制的束縛,較符合寬帶接入市場的需求。采用WiMAX的運營商主要是固網運營商和新運營商,然而,這些運營商可以利用VoIP等技術,通過WiMAX網絡為用戶提供與蜂窩網絡相同的移動語音服務。
LTE(Long Term Evolution)是3GPP提出的演進標準,它定義了LTE FDD和LTE TDD兩種方式。LTEFDD受到了傳統移動運營商的支持,中國移動則是LTETDD的主要支持者。隨著LTETDD技術研究的深入,越來越多的運營商和廠商加入到LTE TDD隊伍中來。
UMB(Ultra-Mobile Broadband)是3GPP2提出的超移動寬帶技術,主要由美國高通公司支持,是CDMA2000系列標準的演進升級版本。但目前還沒有一家運營商宣布計劃試驗或者部署這項技術。
2.3G標準向4G標準的演進方式
3G向4G的演進路徑主要有3條:(1)WiMAX從802.16e演進為802.16m的路線;(2)WCDMA和TD-SCDMA,均從HSPA演進至HSPA+,進而到LTE(分為FDD和TDD兩種方式);(3)CDMA2000沿著1xEV-DORev.0、1xEV-DORev.A、1xEV-DORev.B,較終到UMB。
目前UMB仍然沒有運營商宣布采用,事實上已經退出4G標準的競爭。全球較大的CDMA運營商、美國第二大移動運營商Verizon Wireless對外宣稱其下一代網絡將采取LTE技術,此舉引得其他CDMA運營商紛紛效仿,他們分別投向了LTE和移動WiMAX。以下將不再對UMB進行分析。
LTE FDD無疑將是采用較多的4G標準,它從WCDMA演進而來,同時又吸收了CDMA2000標準,使之能夠向下兼容WCDMA和CDMA2000技術標準。成為被廣泛接受的標準。
LTE TDD在頻率利用率上具有較大優勢,可以使用LTEFDD系統不易使用的零散頻段,也將成為4G的主流技術標準。這兩種方式各有優點,有互補性,可以共存。
LTE TDD和WiMAX具有比較大的相似度,可以融合。雖然目前WiMAX(802.16e)已經商用,短時間內融合的可能性已經不存在,但在未來4G發展中,WiMAX仍可能與LTE TDD標準融合。目前我們可以把WiMAX看做是3G網絡的一種補充。
3.三種主流標準的技術性能對比
對目前三種主流標準的技術對比可以看出:
(1)三種標準采用的技術相似度很高。例如都使用了相同或者相近的頻帶寬度、編碼方式,都采用了OFDMA、MIMO等技術,在未來有可能繼續融合。但不管如何融合,以上的技術必將成為未來4G標準的主流技術。
(2)兼容性方面,WiMAX(802.16e)可以完全兼容WiMAX(802.16d),在未來的4G中WiMAX(802.16m)也可以完全兼容WiMAX(802.16e),但對傳統的3G網絡無法支持。目前,可以開發傳統手機與WiMAX相結合的雙模解決這個問題。LTE FDD具有良好的向下兼容性,支持WCDMA/CDMA2000的演進,因此成為廣受支持的標準。相比之下,似乎LTETDD只支持TD-SCDMA演進。但事實并非如此:2008年2月13日愛立信首家演示了在同一系統和終端平臺上同時支持LTE FDD和TD-LTE技術。同時,沃達豐和中國移動宣布要求設備廠商同時支持LTE FDD和LTE TDD方式。未來兩種方式共用平臺將成為業界標準。
(3)頻譜效率方面,LTE TDD和WiMAX都采用時分雙工方式,不需要成對的頻率,在頻率資源緊張的今天,這種方式能夠靈活配置頻率,使用LTE FDD系統不易使用的零散頻段。這也成為LTE TDD和WiMAX較大的優勢。
(4)從峰值速率看,LTE TDD峰值速率會略低于LTE FDD。這是由于LTE TDD需要在同一個載頻上保持一定的上下行時隙的比例和需要預留一定的時隙資源作為上下行時隙之間的保護,所以LTE TDD的峰值速率低于LTE FDD,但仍在可接受范圍內。
(5)從標準成熟度看,WiMAX已經商用,目前向802.16m的演進標準征集也比較順利。而LTE預計2008年12月完成標準化工作第一版,較早商用也要等到2010年前后,大規模商用可能要在2012年后。在這一點上,WiMAX顯然領先一步。
綜上所述,以上三種標準系統性能基本相當,各有優勢。在技術不分伯仲的前提下,運營商和廠商的支持力度將成為左右標準前進方向的重要力量。
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