TDD FDD LTE

当我们还在为体验到高速的 3G网络而兴奋时；当我们还在为如何选择 WCDMA、 CDMA2000和 TD-SCDMA三种3G网络而烦恼时；你可知道，3G运营商们已经开始为后3G时代牵线搭桥了，我们即将迎来全新的LTE时代。LTE，也许你已听过这个名字，也许你已在上海世博会上亲身感受过它的精彩，那么LTE就是传说中的4G吗？相比3G它又有哪些优势呢？2011年LTE能走进我们的生活吗？下面就让我们一起来了解LTE的前世今生和未来。

    Long Term Evolution 长期演进

    LTE(Long Term Evolution,长期演进)，它是由3GPP（第三代合作伙伴计划）机构启动的最大的新技术研发项目。最初，LTE被定义为3G与4G技术之间的一个过渡标准，可以理解为3.9G技术；然而从目前的情况来看，国际电信联盟(International Telecommunications Union，ITU)已经基本确定了从LTE和WiMax两大技术中选定第四代移动通信技术(4G)标准，因此现在的LTE已经可以称为“准4G”。

“准4G”——LTE

    LTE的诞生

    相比2G网络，第三代移动通信技术(3G)在数据传输速率方面有了较为明显的提升；但相比WiMax和WiFi网络而言，3G的数据传输速率仍不能满足宽带移动互联的需求。因此为了提升3G网络在无线宽带领域的竞争力，3GPP组织在2004提出了3G网络的LTE（Long Term Evolution,长期演进）计划，该计划从“系统性能”、“网络的部署场景”、“网络架构”、“业务支持能力”等方面对LTE提出了更高的要求。

    为何取名为LTE

    LTE为什么要取名为3G的“长期演进”呢？这主要是因为通信是一个投资巨大的行业，各大通信巨头总是希望能在现有的基础通信构架上延续、修补和完善，而不希望出现彻底的颠覆，以免造成初始投资的损失。尽管现在的LTE已经在3G的基础上进行了不小的改革，但这些巨头们仍然喜欢沿用这种带有“演进”风格的名称，所以取名为“LTE”。

   LTE的主要竞争对手

    既然LTE是3G网络的“长期演进”，那么是不是WCDMA、CDMA2000和TD-SCDMA这些3G网络都会向着LTE方向发展呢？LTE还有没有其它的对手呢？我们一起来看看。

    认识四大3G标准

    相信很多用户都认为3G网络只有WCDMA、CDMA2000和TD-SCDMA三种，其实在2007年，国际电信联盟（ITU）一共确定了四大3G标准，除了上述三种，还有WiMax（IEEE 802.16e）。而四大3G网络最初制定的演进方向也不尽相同，究竟它们各自会如何发展呢？我们一起来看看。

四大3G技术最初演进路线

    我们可以看到，同属3GPP阵营的TD-SCDMA和WCDMA的演进方向为LTE；而属于3GPP2阵营的CDMA2000则向着UMB的方向演进；WiMax则继续着自己的步伐，向着WiMax（802.16m）演进。也就是说，LTE最初的主要竞争对手是UMB和WiMax。

    UMB提前出局 CDMA向LTE演进

    在LTE的两大竞争对手中，UMB（超移动宽带）最先出局（UMB主要是由高通公司主导的）。在2006年，迫于LTE和WiMax的压力，3GPP2组织制定了CDMA 2000的演进标准UMB。UMB是全球首个基于IP的移动宽带标准，可实现超百兆的下行峰值速率，延迟更是低于16ms。遗憾的是，受到高通CDMA授权费用的阻碍，CDMA的投资逐渐萎缩，全球主要的CDMA运营商纷纷表示将向LTE演进，最终高通公司在2008年宣布停止UMB的研发。也就是说，UMB退出了准4G的竞争。

三大3G技术向LTE演进

    由于UMB的提前出局，我国三大运营商的三大3G网络均向着LTE方向演进（LTE技术方向仍不相同）。所以目前LTE的竞争对手只有一个，那就是WiMax。

    唯一的竞争对手：WiMax

WiMax

    WiMax（Worldwide Interoperability for Microwave Access，全球微波互联接入）。WiMax的另一个名字是IEEE 802.16，它能提供超高速网络连接，数据传输距离最远可达50km。此外，它还具有QoS保障、传输速率高（下行峰值108Mbps）、业务丰富多样等优点；而且WiMax的技术起点很高，采用了代表未来通信技术发展方向的OFDM/OFDMA、AAS、MIMO等先进技术。现在的WiMax（802.16m）已经跳过3G，直接向4G演进；而且WiMax还是LTE的诞生基石，因为WiMax有70%的规范被LTE采纳。

    前面已经介绍过，国际电信联盟(International Telecommunications Union;ITU)已经基本确定了从LTE和WiMax两大技术中选定第四代移动通信技术(4G)标准，而且两者同时入选的几率非常大，因此两者的竞争也将继续下去。

LTE的两大技术方向：LTE FDD和LTE TDD

    前文我们谈到，三大3G网络虽然最终都选择了向LTE演进，但演进的技术方向却不尽相同。其中WCDMA和CDMA 2000将向着LTE FDD演进，而TD-SCDMA将向着LTE TDD演进，两者究竟有何不同呢？我们一起来看看。

LTE FDD 和 LTE TDD

    按照双工方式，LTE定义了两种技术方向，即LTE FDD和LTE TDD。其中FDD为频分双工机制，也就是采用成对的频率来划分上行和下行通道，类似于现在的GSM制式，是目前大多数传统3G运营商的选择；TDD为时分双工机制，和计算机内部的总线工作方式相似，即通过时钟同步，把通道划分为不同的时隙来区分上行和下行，目前主要支持者为中国移动，所以LTE TDD又名“TD-LTE”。

    LTE FDD和LTE TDD的优缺点对比

    LTE FDD和LTE TDD各有优缺点，如TDD能够灵活配置频率，可通过调整上下行时隙转换点，提高下行时隙比例，可以更好地支持非对称业务；而且由于TDD的基站接收和发送可以共用部分射频单元，可有效降低设备复杂度和成本。不过由于TDD的时间资源同时分配给了上、下行，TDD的发射时间也就是FDD的一半，也就是说如果TDD要发送和FDD一样多的数据，就必须增大TDD的发射功率；此外，TDD的基站覆盖范围小于FDD基站，且抗干扰能力也不及FDD。

    引入OFDM和MIMO技术

    与3G网络使用的CDMA空中接入技术不同，LTE采用了更高端的OFDM（Orthogonal Frequency Division Multiplexing，即正交频分复用）和MIMO（Multiple-Input Multiple-Out-put，即多进多出）技术。我们知道，目前的3G网络技术本身就是一种自干扰体系，随着用户数量的增加和应用环境的变化，干扰会不断叠加，最终影响实际使用效果。

    而通过OFDM技术就可解决类似问题，它所使用的正交窄带信道可有效抵抗频率选择性衰减，降低码间干扰和提高频谱利用率；而通过MIMO多进多出技术，可有效提升数据的吞吐量和传输能力，同时增加信号的覆盖能力。目前OFDM和MIMO技术均已成为4G网络标准技术。

    LTE带来的变化

    1、提升峰值速率：下行峰值速率为100Mbps、上行为50Mbps。

　　2、提高了频谱效率：下行链路5(bit/s)/Hz；上行链路2.5(bit/s)/Hz。

　　3、以分组域业务为主要目标，系统在整体架构上将基于分组交换。

　　4、QoS保证，通过系统设计和严格的QoS机制，保证实时业务的服务质量。

　　5、系统部署灵活，能够支持1.25MHz-20MHz间的多种系统带宽，并支持“paired”和“unpaired”的频谱分配。

　　6、降低无线网络时延：时延可达U-plan<5ms，C-plan<100ms。

　　7、增加了小区边界比特速率，在小区边界可提供1bit/s/Hz的数据速率。

　　8、提供向下兼容，支持已有的3G系统和非3GPP规范系统的协同运作。

  我国LTE的发展

    虽然3G网络还尚未在我国普及，但中国移动已经开始高调宣传TD-LTE。中国移动在工信部的支持下，已经启动了覆盖全国6大城市的TD-LTE规模性试验工作，在一定时期内计划覆盖5000万人，为LTE商用随时做好准备。此外，中国移动已经与9家运营商签署TD-LTE合作协议(NDA/MoU)，推动全球建成或即将建成26个TD-LTE试验网。目前，TD-LTE实验网的传输速率下行可达100Mbps，上行可达50Mbps。

    与高调的中国移动相似，已经向LTE靠拢的中国电信也在加紧LTE演进步伐，在去年举办的上海世博会上，中国电信已经在世博园内建成全国最大的LTE实验网，总面积达8.1平方公里，比中国移动的TD-LTE实验网还要大2.7平方公里。目前，中国电信的LTE FDD实验网在20MHz频段下同样实现了下行速率100Mbps，上行速率50Mbps。

    在三大电信运营商中，中国联通对LTE的反应最迟缓，目前尚未有任何启动LTE的消息。从WCDMA的演进路线来看，中国联通将首先向HSPA+网络演进，下行传输速率将从目前的7.2Mbps提升至14Mbps甚至是21Mbps。具体的演进速度将根据用户的速率需求和两大竞争对手的变化而定。

    TD-LTE在2011年开始试商用？

2011年会是TD-LTE商用元年？

    目前，TD-LTE技术已经得到了国际组织、运营商和设备商的广泛支持，一个包括设备、芯片、终端、仪表、天线等在内的国际化产业链已经逐步成形，TD-LTE在全球的大规模试验和商用已经呈现出“箭在弦上”之势，那么2011年会是TD-LTE商用元年吗？这个目前谁也说不准。

    根据中国移动董事长王建宙在2011GSMA的介绍，TD-LTE商用时间尚未确定；而且目前TD-LTE的芯片（高通推出的TD-LTE芯片计划于今年第四季度上市）和终端设备尚未量产，所以TD-LTE在今年开始商用的可能性不高。不过由于TD-SCDMA在3G时代表现不佳，不排除中国移动为扭转被动局面在2011年年底开始TD-LTE商用的可能。总之，“准4G”网络LTE已经离我们很近了，让我们做好准备，随时迎接它的到来吧。

    LTE的未来：真正的4G标准？

    作为国际电信联盟确认的“准4G”标准，不少业内专家认为LTE与WiMax成为4G标准已“没有悬念”，最终确定只是时间问题，因此我们已经可以把LTE网络称为4G网络。而作为LTE的两个技术方向，LTE FDD和LTE TDD也必将开始融合发展，以后每一个LTE客户端，既可在FDD网络使用，同时也可以在TD-LTE网络使用。那么4G网络之后的5G网络又是什么呢？让我们期待LTE+和IEEE 802.11m+给我们带来答案吧。