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4G的标准有以下两个:
LTEAdvanced(长期演进技术升级版):
是LTE的增强,完全向后兼容LTE,通常通过在LTE上通过软件升级即可,升级过程类似于从WCDMA升级到HSPA。
峰值速率:
下行1Gbps,上行500Mbps。
是第一批被国际电信联盟承认的4G标准,也是事实上的唯一主流4G标准。
WiMAX-Advanced(全球互通微波存取升级版):
即IEEE802.16m是WiMAX的增强,由美国Intel所主导,接收下行与上行最高速率可达到300Mbps,在静止定点接收可高达1Gbps。
也是国际电信联盟承认的4G标准,不过随着英特尔于2010年退出,WiMAX技术也逐渐被运营商放弃,并开始将设备升级为LTE,WiMAX论坛也于2012年将TD-LTE纳入WiMAX2.1规范。
这一看,这与我们现在所说的4G网络还是有距离的,实际上我们现在所说的4G网络,只可以算是准4G,是3G网络向4G网络后续演进的一个过程。
现在,LTE、WiMax是谈论得最多的两种4G技术,实际这两者只能算是准4G技术,是3G向4G演进的必经之路。
一般来说,现在的4G网络就是指LTE网络。
WiMax的前身是WiFi,但覆盖范围比WiFi要广得多。
LTE的定位是移动通信宽带化,WiMax是将宽带无线化。
它俩是竞争对手,但LTE阵营强大的多。
4G网络的正常演进形态
其中LTE(LongTermEvolution,长期演进技术)技术便是3G的演进,通常被称作3.9G,包括TDD、FDD两种双工模式,TD-LTE是LTE的TDD版本,而FDD-LTE是LTE的FDD版本。
LTE是3GPP2004年启动的项目,分为FDD-LTE、TD-LTE,前者由欧美主导,后者由我国主导,2007年工信部把TDD-LTE命名为TD-LTE。
TD-LTE
TD-LTE(TimeDivisionLongTermEvolution,分时长期演进)是基于3GPP长期演进技术(LTE)的一种通讯技术与标准,属于LTE的一个分支。
该技术由上海贝尔、诺基亚西门子通信、大唐电信、华为技术、中兴通讯、中国移动、高通、ST-Ericsson等业者共同开发。
3GPP组织
3GPP是通信规则的制定者,1998年12月成立,由欧洲、日本、中国、美国的权威组织构成,主要目的是为推进3G标准化工作,制定了WCDMA、TD-SCDMA标准。
2004年时,又启动LTE(准4G技术)项目。
2008年,正式立项LTE-Advanced。
TD-LTE也叫LTETDD,TDD即指时分双工(Time-divisionduplex)。
值得注意的是,中国媒体普遍将TD-LTE宣传为中国国产标准,事实上其技术属于LTE(长期演进技术)。
中国政府和企业是TD-LTE的主要推动者。
TD-LTE的升级版叫做TD-LTEAdvanced,这才是真正的4G标准。
中国移动主导推送TD-LTE发展
TD-LTE与TD-SCDMA实际上没有关系,TD-SCDMA是CDMA(码分多址)技术,TD-LTE是OFDM(正交频分复用)技术。
两者从编解码、帧格式、空口、信令,到网络架构,都不一样。
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FDD-LTE
FDD(频分双工)是该LTE技术的双工模式之一,应用FDD(频分双工)式的LTE即为FDD-LTE。
由于无线技术的差异、使用频段的不同以及各个厂家的利益等因素,FDD-LTE的标准化与产业发展都领先于TDD-LTE。
FDD-LTE已成为当前世界上采用的国家及地区最广泛的,终端种类最丰富的一种4G标准。
FDD-LTE被多个国家运营商采用
FDD模式的特点是在分离(上下行频率间隔190MHz)的两个对称频率信道上,系统进行接收和传送,用保证频段来分离接收和传送信道。
FDD模式的优点是采用包交换等技术,可突破二代发展的瓶颈,实现高速数据业务,并可提高频谱利用率,增加系统容量。
技术上差异
TD-LTE是时分多址的LTE,FDD-LTE是频分多址的LTE。
简单的说,时分就是不同的用户占用不同的时间,而频分是不同的用户占用不同的频率。
频分双工(FDD)和时分双工(TDD)是两种不同的双工方式。
FDD是在分离的两个对称频率信道上进行接收和发送,用保护频段来分离接收和发送信道。
FDD必须采用成对的频率,依靠频率来区分上下行链路。
FDD在支持对称业务时,能充分利用上下行的频谱,但在支持非对称业务时,频谱利用率将大大降低。
两者的工作原理区别
TDD用时间来分离接收和发送信道。
在TDD方式的移动通信系统中,接收和发送使用同一频率载波的不同时隙作为信道的承载,其单方向的资源在时间上是不连续的,时间资源在两个方向上进行了分配。
某个时间段由基站发送信号给移动台,另外时间由移动台发送信号给基站,基站和移动台之间必须协同一致才能顺利工作
从上图的英文版可以看到,横坐标为时间轴,而竖坐标为频率轴。
DL代表下行数据,而UL代表上行数据。
FDD方式下,上行数据与下行数据在同一对称频率上,需要同时传输,优势在于频率宽度大,数据传输速度快。
但如果遇到非对称业务,如下载东西等,下行数据会远远大于上行,因此上行数据的频率信道便会被占用。
TDD方式下,上下行数据在同一时间里面并不需要一起传输,因此其可以根据上下行的数据大小动态进行分配,对于频率信道的利用率更好。
何谓对称与不对称业务?
对称业务就是比如打电话,上行,下行数据量差不多;
不对称业务比如上网,一般是下载数据量远远大于上传的数据量。
对称业务需要上下行用一样多的频谱资源,LTE技术可以自由配置上下行频谱资源。
TDD和FDD各有千秋,并不能说TDD就比FDD的好,但相对FDD来说,TDD具有以下优势:
灵活的带宽配比,频谱利用率较高(尤其是非对称业务)。
网络建设情况
2010年,国内三大运营商开始部署LTE网络。
2011年,中国移动在上海、广州、深圳等6个城市开始TD-LTE试验网建设,并率先在香港进行了首个FDD-LTE与TD-LTE融合4G网络的商用。
中国移动香港采用FDD-LTE与TD-LTE融合组网
2013年在广州、上海、杭州等地进行了TD-LTE的试商用。
2010年,中国电信在上海、南京、广州等地开始FDD-LTE试验网建设,中国联通也建设了几十个FDD-LTE基站。
今年,中国移动正在全国建设20万个TD-LTE,将覆盖全国344个城市。
三大运营商的建网情况
国内三家运营商中国移动、联通、电信采用的3G标准分别是TD-SCDMA、WCDMA、CDMA2000。
来到了4G时代,多方消息证明中国移动还是坚定不移地走TD-LTE的演进路线。
而根据中国联通、电信高层在一些活动出席场合所透露,这两者更加倾向于FDD-LTE的演进,因为这种演进史符合国际化的方向。
不过最终三大运营商将会采用何种制式尚未有定论,因为工信部还没有正式发放4G的牌照。
下一代iPhone是否支持TD-LTE?
全球商用情况
总体来说,FDD-LTE的商用情况比TDD-LTE要强许多。
据GSA数据显示,截至今年3月19日,全球有156家运营商已在67个国家/地区推出LTE商用服务。
日本运营商软银布置的是AXGP(与TD-LTE网络兼容)
其中实现TD-LTE商用的运营商数量为14家,即将部署LTETDD网络的有19家,大多数国家与运营商都是采用FDD-LTE进行建网。
而包括中国移动。
目前只有中移动和国外日本软银、沙特Mobily、波兰Aero2还有印度一个运营商等采用TD-LTE。
总结
LTE技术无疑在准4G时代中占据主流的,其中它的分支FDD-LTE与TD-LTE各有技术、成本、产业规模和政策方面的优势。
从现在世界范围来看,FDD-LTE的发展形势和成熟度要比TD-LTE要好,但是后者拥有了大量的国产自主知识产权,而且技术上也具独有的优势:
频谱利用率高和灵活性较佳,因此发展潜力还是很大的。
不过TD-LTE要做大做强,在产业规模、产业链完善、终端普及和网络建设方面还是需要加把劲。
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