全方位解读第四代移动通信技术

随着智能设备的兴起，人们的下载内容数量空前巨大，这给网络带来了很大的压力。全球无线运营商因此在高速移动宽带服务方面面临日益增长的需求。越来越多的用户倾向于极耗带宽的应用，例如视频应用，运营商不得不寻找新的技术来领先这些不断增长的需求。

正当运营商为卸载数据流量想尽办法时，4G技术开始大放异彩……

一、什么是4G？

什么是4G？如果用简单一句话来介绍就是：这其实是相对于3G而言，最通俗的讲则是第四代移动通讯技术，可提供高速移动网络宽带服务。 高速，确是4G 的最大特征。以LTE标准为例，它的理论下载速度约为100MB／秒，约等于拨号上网的2000倍。按照这个速度，下载一个600MB的文件，只需6秒。不过在实际应用中，所有带宽都受到传输距离和同时在线用户数的影响。目前国际电联对4G基本的技术要求是，在移动状态下达到速率100兆比特/秒，静态和慢移动状态下达到速率1G比特/秒。与现有的移动通信技术相比，4G的传输速度可提高1000倍。 俗话说，得标准，，得天下！因此，当4G技术出现之后，标准之争就成为了各大技术厂商的焦点。

二、郁郁寡欢的WIMAX标准

之前的这种主流的移动通讯标准都是由通信界来提出的，主要是电信运营商，像一些电信设备商，华为、中兴，爱立信，这是我们熟知的。但是计算机厂商在3G时代由于数据通信，计算机厂商在3G时代的时候也开始试图就提出一些自己的移动通信的技术标准，WIMAX就是在这种情况下创造出来的，在这个方面 WIMAX最主要的支持者就是包括英特尔，是传统做计算机芯片的厂商，又因为它是从无线局域网发展而来，高速率传输率是它的最大特征。

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WiMAX，是IEEE802.16标准定义的一种无线宽带技术。最早的IEEE802.16标准发布于2001年12月，此后连续有多个修订版和新版本出炉，然而真正使得WiMAX成为一项世界瞩目技术的是最后一个版本，这就是IEEE 802.16-2005（802.16e）。 802.16-2005基于 IEEE802.16e，能够提供切换和漫游，使得WiMAX能提供移动应用，因此也被业界认为是个人移动宽带发展的加速器。三个关键技术SOFDMA、 MIMO和AAS，使WiMAX实现了速度、吞吐量和容量等主要性能的进一步提高，这些关键性能使得运营商可以提供对带宽需求和QoS要求很高的业务给终端用户，比如流媒体、VoIP、视频会议和互动游戏等。

在开始，WiMAX的发展还算不错，在市场中也占据了一席之地。然而关于该技术的发展前途自推出之后就一直争论不断。它的弱点是计算机厂商提出来，所以在网络布设方面缺乏现成的例子，而运营商的网络布设是一个非常复杂的事情，像LTE网络就是从原来的3G网络比较顺利的演化而来，因此它的网络的假设是有相当多的经验，有相当多成熟的例子。而运营商网络这么复杂需要有相当多的现成的例子在当中不断的发展和完善。因此随着WIMAX主要的支持厂商英特尔在 2010年解散WIMAX办公室后， WIMAX基本上失去了成为主流国际标准的机会。这样LTE就成为4G时代唯一的主流标准。

三、风头正盛的LTE标准

LTE是英文“Long Term Evolution”的缩写，其实从英文名字上不难理解，LTE与目前主流的3G技术有着较大的区别，可以理解是国际电信联盟对未来移动通信系统的一种探索和尝试。既然是尝试，那么就要有对应的模板。最早提出LTE演进策略的是3GPP，将LTE定义为由 GSM/UMTS无线通信技术衍生而来。因为我们常说的CDMA2000，WCDMA，LTE等等都是空口标准（air interface），所以 LTE的演进路线应该是GSM-WCDMA-HSD/UPA-LTE。

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LTE根据工作模式，又可以分为FDD-LTE，这是WCDMA的一个自然的演化；另外就是中国的TDSCDM演进为TD－LTE，这两个标准之所以归在一个LTE标准里。两者的主要区别，TD－LTE是时分复用，而FDD－LTE是频分复用。打个比方来说，TD－LTE就像早期的单线铁路，两个方向的列车共用一段铁轨，同一时间只会有一个方向的列车通行。TD－LTE中，移动基站与终端之间也是类似这样，某一个时间段基站向终端发送数据，另一个时间段终端向基站发送数据，收发采用相同的频段。而FDD－LTE则不同，收发采用不同频段，可以同时进行，就类似我们现在看到的复线铁路，双向的列车各走各的铁轨，互不影响。

这样看上去似乎FDD方式更好一些，目前的GSM和WCDMA都采用了这种方式。但在LTE时代，TDD确实有两个优势。首先FDD需要分配双向的频段，分别用于上下行业务，而且两个频段间需要一定间隔来避免干扰。现在由于2G，3G已经占用了一些频段，再去为LTE分配双向频段的难度就会增加很多。而 TD－LTE没有这个限制，完全可以使用一些频段分配剩下的“边角料”。另一个优势则是：在话音业务为主的时代，上行和下行的语音流量是对称的，FDD方式为上下行分配相同的带宽，比较合适。但是移动互联网的发展会改变这个流量模型，下行流量会比上行流量多，时分复用的方式可以通过给上下行分配不同的时长来适应这种变化，而FDD不行。因此TD-LTE在频段稀缺的移动互联网时代被国际产业链广泛看好。这两个标准之所以归在一个LTE标准里，是因为这两个技术具有高度的共通性，公用技术达到90%以上，可以极容易实现兼容，两者之间可以实现无缝的互操作。

延伸阅读：移动通信技术发展历程

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移动通讯从1G 到4G发展过程中历经了GPRS、EDGE 、HSDPA等数据服务的强化、提升的阶段，这过程中一样要经过多次的改善、演进，其市场应用的前景也不是立竿见影就能表现出来的。相信在随着4G技术的启动，移动互联的应用必定能逐步地走向成熟和丰富。

四、4G已经走进我们的世界

也许你还认为4G时代离我们还远着呢！那你就错了。中国的3G技术起步较晚，不过在4G方面却几乎保持了和国外一样的热情和进度，其中尤其以中国移动的 TD-LTE最为积极。早在去年，中国移动就开始在杭州，上海、广州、深圳等城市开展4G的试商用。中国移动方面表示，据广深两地实测，目前TD-LTE 最高下载速度超过80Mbps，达到3G网络的10倍左右。比如央视在动车是进行春运情况的现场报道所采用的传输网络就有4G网络。中国移动表示，希望 2013年在全国建设35万到40万个TD-LTE基站。

当然，决定4G商用的是产业链的完善与成熟，其中一个标志就是4G终端的成熟。目前，所有LTE芯片厂家都已经或将支持TD-LTE与FDD LTE共基带芯片，只不过不同厂家的市场定位不同，同时针对标准协议的芯片实现架构存在差异，所以实现LTE多模融合的过程和进度有所区别。目前，基带芯片厂商支持多模的主要挑战在于对TD-SCDMA模式的支持。与TD-SCDMA芯片产业支持力度相比，TD-LTE芯片产业链更加壮大，包括传统的TD- SCDMA芯片厂商、传统的FDD LTE芯片厂商、传统的WiMAX厂商以及国内新兴的芯片厂商，但是具备TD-SCDMA研发经验的厂商在整个TD- LTE芯片产业链中占比有限。另外对于这个快速到来的4G时代，手机设备厂商也早有准。在今年的MWC2013上，中国移动展台就展示了数款TD-LTE 手机，供应商涵盖了三星电子、LG电子、中兴和华为等，而TD联盟展台则展示了由华为、夏普、HTC、美满电子等十余家企业提供的TD-LTE手机。更加振奋人心的，中国移动已在今年2月启动3款TD-LTE手机的供货，TD-LTE今年的总体终端采购量将超过100万部。

不过从4G标准推进情况来看，我们要全面享用到4G网络还需要耐心等待一下----我国4G的牌照虽然还没有正式发放。在两会期间代表团驻地讨论时，工业和信息化部部长苗圩透露，4G牌照估计今年年内可以发放。这是工信部官方首次明确4G牌照的发放时间。至于运营商能取得哪种制式的牌照？目前尚未有明确的结论。中国移动已经开始做TD-LTE的规模试验，取得TD-LTE牌照几乎是铁板钉钉。中国联通3G牌照为WCDMA牌照，可以向FDD-LTE平滑演进，取得FDD-LTE牌照是最好的安排。唯一不确定是中国电信。值得一提的是，在我国公布的新频谱规划方案中，已经将2.6GHz频段190MHz频率资源全部给了TD-LTE，这意味着未来TD-LTE的频谱竟高达190MHz，如此之多的频谱资源显然非中国移动一家运营商所能独享。因此中国电信极大可能会取得TD-LTE牌照。但不可否认的是，决策层当初选定移动在发展4G时，更重要的一个考虑是：利用4G启动进一步优化电信市场的竞争格局。从这个意义上说，4G启动就不应仅仅是三大运营商的事了，而要牵涉到广电部门、民营资本进入电信业等诸多因素。而2013将是4G牌照决策关键的一年。

写在最后：

这个星球上的绝大多数人还没弄明白3G是怎么回事，4G就已经到了眼前。不知你是否已经准备好迎接好新4G版“口袋互联网“时代呢？