你了解4G嗎？全方位解讀第四代移動(dòng)通信技術(shù)

　　隨著智能設(shè)備的興起，人們的下載內(nèi)容數(shù)量空前巨大，這給網(wǎng)絡(luò)帶來(lái)了很大的壓力。全球無(wú)線運(yùn)營(yíng)商因此在高速移動(dòng)寬帶服務(wù)方面面臨日益增長(zhǎng)的需求。越來(lái)越多的用戶傾向于極耗帶寬的應(yīng)用，例如視頻應(yīng)用，運(yùn)營(yíng)商不得不尋找新的技術(shù)來(lái)領(lǐng)先這些不斷增長(zhǎng)的需求。

　　正當(dāng)運(yùn)營(yíng)商為卸載數(shù)據(jù)流量想盡辦法時(shí)，4G技術(shù)開始大放異彩……

　　一、什么是4G？

　　什么是4G？如果用簡(jiǎn)單一句話來(lái)介紹就是：這其實(shí)是相對(duì)于3G而言，最通俗的講則是第四代移動(dòng)通訊技術(shù)，可提供高速移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)寬帶服務(wù)。 高速，確是4G 的最大特征。以LTE標(biāo)準(zhǔn)為例，它的理論下載速度約為100MB／秒，約等于撥號(hào)上網(wǎng)的2000倍。按照這個(gè)速度，下載一個(gè)600MB的文件，只需6秒。不過(guò)在實(shí)際應(yīng)用中，所有帶寬都受到傳輸距離和同時(shí)在線用戶數(shù)的影響。目前國(guó)際電聯(lián)對(duì)4G基本的技術(shù)要求是，在移動(dòng)狀態(tài)下達(dá)到速率100兆比特/秒，靜態(tài)和慢移動(dòng)狀態(tài)下達(dá)到速率1G比特/秒。與現(xiàn)有的移動(dòng)通信技術(shù)相比，4G的傳輸速度可提高1000倍。 俗話說(shuō)，得標(biāo)準(zhǔn)，，得天下！因此，當(dāng)4G技術(shù)出現(xiàn)之后，標(biāo)準(zhǔn)之爭(zhēng)就成為了各大技術(shù)廠商的焦點(diǎn)。

　　二、郁郁寡歡的WIMAX標(biāo)準(zhǔn)

　　之前的這種主流的移動(dòng)通訊標(biāo)準(zhǔn)都是由通信界來(lái)提出的，主要是電信運(yùn)營(yíng)商，像一些電信設(shè)備商，華為、中興，愛(ài)立信，這是我們熟知的。但是計(jì)算機(jī)廠商在3G時(shí)代由于數(shù)據(jù)通信，計(jì)算機(jī)廠商在3G時(shí)代的時(shí)候也開始試圖就提出一些自己的移動(dòng)通信的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，WIMAX就是在這種情況下創(chuàng)造出來(lái)的，在這個(gè)方面 WIMAX最主要的支持者就是包括英特爾，是傳統(tǒng)做計(jì)算機(jī)芯片的廠商，又因?yàn)樗菑臒o(wú)線局域網(wǎng)發(fā)展而來(lái)，高速率傳輸率是它的最大特征。

　　WiMAX，是IEEE802.16標(biāo)準(zhǔn)定義的一種無(wú)線寬帶技術(shù)。最早的IEEE802.16標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布于2001年12月，此后連續(xù)有多個(gè)修訂版和新版本出爐，然而真正使得WiMAX成為一項(xiàng)世界矚目技術(shù)的是最后一個(gè)版本，這就是IEEE 802.16-2005（802.16e）。 802.16-2005基于 IEEE802.16e，能夠提供切換和漫游，使得WiMAX能提供移動(dòng)應(yīng)用，因此也被業(yè)界認(rèn)為是個(gè)人移動(dòng)寬帶發(fā)展的加速器。三個(gè)關(guān)鍵技術(shù)SOFDMA、 MIMO和AAS，使WiMAX實(shí)現(xiàn)了速度、吞吐量和容量等主要性能的進(jìn)一步提高，這些關(guān)鍵性能使得運(yùn)營(yíng)商可以提供對(duì)帶寬需求和QoS要求很高的業(yè)務(wù)給終端用戶，比如流媒體、VoIP、視頻會(huì)議和互動(dòng)游戲等。

　　在開始，WiMAX的發(fā)展還算不錯(cuò)，在市場(chǎng)中也占據(jù)了一席之地。然而關(guān)于該技術(shù)的發(fā)展前途自推出之后就一直爭(zhēng)論不斷。它的弱點(diǎn)是計(jì)算機(jī)廠商提出來(lái)，所以在網(wǎng)絡(luò)布設(shè)方面缺乏現(xiàn)成的例子，而運(yùn)營(yíng)商的網(wǎng)絡(luò)布設(shè)是一個(gè)非常復(fù)雜的事情，像LTE網(wǎng)絡(luò)就是從原來(lái)的3G網(wǎng)絡(luò)比較順利的演化而來(lái)，因此它的網(wǎng)絡(luò)的假設(shè)是有相當(dāng)多的經(jīng)驗(yàn)，有相當(dāng)多成熟的例子。而運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)這么復(fù)雜需要有相當(dāng)多的現(xiàn)成的例子在當(dāng)中不斷的發(fā)展和完善。因此隨著WIMAX主要的支持廠商英特爾在 2010年解散WIMAX辦公室后， WIMAX基本上失去了成為主流國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的機(jī)會(huì)。這樣LTE就成為4G時(shí)代唯一的主流標(biāo)準(zhǔn)。

　　三、風(fēng)頭正盛的LTE標(biāo)準(zhǔn)

　　LTE是英文“Long Term EvoluTIon”的縮寫，其實(shí)從英文名字上不難理解，LTE與目前主流的3G技術(shù)有著較大的區(qū)別，可以理解是國(guó)際電信聯(lián)盟對(duì)未來(lái)移動(dòng)通信系統(tǒng)的一種探索和嘗試。既然是嘗試，那么就要有對(duì)應(yīng)的模板。最早提出LTE演進(jìn)策略的是3GPP，將LTE定義為由 GSM/UMTS無(wú)線通信技術(shù)衍生而來(lái)。因?yàn)槲覀兂Ｕf(shuō)的CDMA2000，WCDMA，LTE等等都是空口標(biāo)準(zhǔn)（air interface），所以 LTE的演進(jìn)路線應(yīng)該是GSM-WCDMA-HSD/UPA-LTE。

　　LTE根據(jù)工作模式，又可以分為FDD-LTE，這是WCDMA的一個(gè)自然的演化；另外就是中國(guó)的TDSCDM演進(jìn)為TD－LTE，這兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)之所以歸在一個(gè)LTE標(biāo)準(zhǔn)里。兩者的主要區(qū)別，TD－LTE是時(shí)分復(fù)用，而FDD－LTE是頻分復(fù)用。打個(gè)比方來(lái)說(shuō)，TD－LTE就像早期的單線鐵路，兩個(gè)方向的列車共用一段鐵軌，同一時(shí)間只會(huì)有一個(gè)方向的列車通行。TD－LTE中，移動(dòng)基站與終端之間也是類似這樣，某一個(gè)時(shí)間段基站向終端發(fā)送數(shù)據(jù)，另一個(gè)時(shí)間段終端向基站發(fā)送數(shù)據(jù)，收發(fā)采用相同的頻段。而FDD－LTE則不同，收發(fā)采用不同頻段，可以同時(shí)進(jìn)行，就類似我們現(xiàn)在看到的復(fù)線鐵路，雙向的列車各走各的鐵軌，互不影響。

　　這樣看上去似乎FDD方式更好一些，目前的GSM和WCDMA都采用了這種方式。但在LTE時(shí)代，TDD確實(shí)有兩個(gè)優(yōu)勢(shì)。首先FDD需要分配雙向的頻段，分別用于上下行業(yè)務(wù)，而且兩個(gè)頻段間需要一定間隔來(lái)避免干擾?，F(xiàn)在由于2G，3G已經(jīng)占用了一些頻段，再去為L(zhǎng)TE分配雙向頻段的難度就會(huì)增加很多。而 TD－LTE沒(méi)有這個(gè)限制，完全可以使用一些頻段分配剩下的“邊角料”。另一個(gè)優(yōu)勢(shì)則是：在話音業(yè)務(wù)為主的時(shí)代，上行和下行的語(yǔ)音流量是對(duì)稱的，F(xiàn)DD方式為上下行分配相同的帶寬，比較合適。但是移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展會(huì)改變這個(gè)流量模型，下行流量會(huì)比上行流量多，時(shí)分復(fù)用的方式可以通過(guò)給上下行分配不同的時(shí)長(zhǎng)來(lái)適應(yīng)這種變化，而FDD不行。因此TD-LTE在頻段稀缺的移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代被國(guó)際產(chǎn)業(yè)鏈廣泛看好。這兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)之所以歸在一個(gè)LTE標(biāo)準(zhǔn)里，是因?yàn)檫@兩個(gè)技術(shù)具有高度的共通性，公用技術(shù)達(dá)到90%以上，可以極容易實(shí)現(xiàn)兼容，兩者之間可以實(shí)現(xiàn)無(wú)縫的互操作。

　　延伸閱讀：移動(dòng)通信技術(shù)發(fā)展歷程

　　移動(dòng)通訊從1G 到4G發(fā)展過(guò)程中歷經(jīng)了GPRS、EDGE 、HSDPA等數(shù)據(jù)服務(wù)的強(qiáng)化、提升的階段，這過(guò)程中一樣要經(jīng)過(guò)多次的改善、演進(jìn)，其市場(chǎng)應(yīng)用的前景也不是立竿見影就能表現(xiàn)出來(lái)的。相信在隨著4G技術(shù)的啟動(dòng)，移動(dòng)互聯(lián)的應(yīng)用必定能逐步地走向成熟和豐富。

　　四、4G已經(jīng)走進(jìn)我們的世界

　　也許你還認(rèn)為4G時(shí)代離我們還遠(yuǎn)著呢！那你就錯(cuò)了。中國(guó)的3G技術(shù)起步較晚，不過(guò)在4G方面卻幾乎保持了和國(guó)外一樣的熱情和進(jìn)度，其中尤其以中國(guó)移動(dòng)的 TD-LTE最為積極。早在去年，中國(guó)移動(dòng)就開始在杭州，上海、廣州、深圳等城市開展4G的試商用。中國(guó)移動(dòng)方面表示，據(jù)廣深兩地實(shí)測(cè)，目前TD-LTE 最高下載速度超過(guò)80Mbps，達(dá)到3G網(wǎng)絡(luò)的10倍左右。比如央視在動(dòng)車是進(jìn)行春運(yùn)情況的現(xiàn)場(chǎng)報(bào)道所采用的傳輸網(wǎng)絡(luò)就有4G網(wǎng)絡(luò)。中國(guó)移動(dòng)表示，希望 2013年在全國(guó)建設(shè)35萬(wàn)到40萬(wàn)個(gè)TD-LTE基站。

　　當(dāng)然，決定4G商用的是產(chǎn)業(yè)鏈的完善與成熟，其中一個(gè)標(biāo)志就是4G終端的成熟。目前，所有LTE芯片廠家都已經(jīng)或?qū)⒅С諸D-LTE與FDD LTE共基帶芯片，只不過(guò)不同廠家的市場(chǎng)定位不同，同時(shí)針對(duì)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議的芯片實(shí)現(xiàn)架構(gòu)存在差異，所以實(shí)現(xiàn)LTE多模融合的過(guò)程和進(jìn)度有所區(qū)別。目前，基帶芯片廠商支持多模的主要挑戰(zhàn)在于對(duì)TD-SCDMA模式的支持。與TD-SCDMA芯片產(chǎn)業(yè)支持力度相比，TD-LTE芯片產(chǎn)業(yè)鏈更加壯大，包括傳統(tǒng)的TD- SCDMA芯片廠商、傳統(tǒng)的FDD LTE芯片廠商、傳統(tǒng)的WiMAX廠商以及國(guó)內(nèi)新興的芯片廠商，但是具備TD-SCDMA研發(fā)經(jīng)驗(yàn)的廠商在整個(gè)TD- LTE芯片產(chǎn)業(yè)鏈中占比有限。另外對(duì)于這個(gè)快速到來(lái)的4G時(shí)代，手機(jī)設(shè)備廠商也早有準(zhǔn)。在今年的MWC2013上，中國(guó)移動(dòng)展臺(tái)就展示了數(shù)款TD-LTE 手機(jī)，供應(yīng)商涵蓋了三星電子、LG電子、中興和華為等，而TD聯(lián)盟展臺(tái)則展示了由華為、夏普、HTC、美滿電子等十余家企業(yè)提供的TD-LTE手機(jī)。更加振奮人心的，中國(guó)移動(dòng)已在今年2月啟動(dòng)3款TD-LTE手機(jī)的供貨，TD-LTE今年的總體終端采購(gòu)量將超過(guò)100萬(wàn)部。

　　不過(guò)從4G標(biāo)準(zhǔn)推進(jìn)情況來(lái)看，我們要全面享用到4G網(wǎng)絡(luò)還需要耐心等待一下----我國(guó)4G的牌照雖然還沒(méi)有正式發(fā)放。在兩會(huì)期間代表團(tuán)駐地討論時(shí)，工業(yè)和信息化部部長(zhǎng)苗圩透露，4G牌照估計(jì)今年年內(nèi)可以發(fā)放。這是工信部官方首次明確4G牌照的發(fā)放時(shí)間。至于運(yùn)營(yíng)商能取得哪種制式的牌照？目前尚未有明確的結(jié)論。中國(guó)移動(dòng)已經(jīng)開始做TD-LTE的規(guī)模試驗(yàn)，取得TD-LTE牌照幾乎是鐵板釘釘。中國(guó)聯(lián)通3G牌照為WCDMA牌照，可以向FDD-LTE平滑演進(jìn)，取得FDD-LTE牌照是最好的安排。唯一不確定是中國(guó)電信。值得一提的是，在我國(guó)公布的新頻譜規(guī)劃方案中，已經(jīng)將2.6GHz頻段190MHz頻率資源全部給了TD-LTE，這意味著未來(lái)TD-LTE的頻譜竟高達(dá)190MHz，如此之多的頻譜資源顯然非中國(guó)移動(dòng)一家運(yùn)營(yíng)商所能獨(dú)享。因此中國(guó)電信極大可能會(huì)取得TD-LTE牌照。但不可否認(rèn)的是，決策層當(dāng)初選定移動(dòng)在發(fā)展4G時(shí)，更重要的一個(gè)考慮是：利用4G啟動(dòng)進(jìn)一步優(yōu)化電信市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)格局。從這個(gè)意義上說(shuō)，4G啟動(dòng)就不應(yīng)僅僅是三大運(yùn)營(yíng)商的事了，而要牽涉到廣電部門、民營(yíng)資本進(jìn)入電信業(yè)等諸多因素。而2013將是4G牌照決策關(guān)鍵的一年。

　　寫在最后：

　　這個(gè)星球上的絕大多數(shù)人還沒(méi)弄明白3G是怎么回事，4G就已經(jīng)到了眼前。不知你是否已經(jīng)準(zhǔn)備好迎接好新4G版“口袋互聯(lián)網(wǎng)“時(shí)代呢？