4G無(wú)線標(biāo)準(zhǔn)PK：LTE vs WiMAX

長(zhǎng)期演變(LTE)和WiMAX這兩種技術(shù)都使用了先進(jìn)的方法，如正交頻分多址(OFDMA)和多入多出(MIMO)，而且它們也都是完全基于IP(互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議)，具有高速數(shù)據(jù)功能，可實(shí)行快速互聯(lián)網(wǎng)訪問(wèn)和視頻等高級(jí)應(yīng)用。國(guó)際電信聯(lián)盟(ITU)把LTE和WiMAX定義為3G。一些專家認(rèn)為，這兩種標(biāo)準(zhǔn)接近4G，更像是3.9G。

雖然這兩種系統(tǒng)似乎競(jìng)爭(zhēng)激烈，最終會(huì)有一個(gè)勝出，一個(gè)被淘汰，但事實(shí)可能并非如此。在某些地區(qū)的數(shù)據(jù)服務(wù)中也許存在競(jìng)爭(zhēng)，但這并不代表全部。這兩種標(biāo)準(zhǔn)是在不同歷史背景下開(kāi)發(fā)的，現(xiàn)在已有各自不同的用武之地。LTE明顯是UMTS/WCDMA/HSPA和CDMA2000 3G等蜂窩技術(shù)的后繼者，而WiMAX主要用于寬帶無(wú)線連接和回程鏈路。

LTE技術(shù)

LTE技術(shù)是從最早的GSM語(yǔ)音技術(shù)、用于數(shù)據(jù)傳送的GPRS和EDGE到目前的UMTS WCDMA和HSPA先進(jìn)3G技術(shù)發(fā)展而來(lái)的。如今這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的大部分已經(jīng)完成，但還沒(méi)有最終定稿。目前LTE正處于冗長(zhǎng)的ITU標(biāo)準(zhǔn)化過(guò)程，有望于今年晚些時(shí)候最終完成。

大多數(shù)蜂窩運(yùn)營(yíng)商同意將LTE用作4G標(biāo)準(zhǔn)，讓全球幾乎每個(gè)人享受新技術(shù)帶來(lái)的快樂(lè)。這些運(yùn)營(yíng)商包括了美國(guó)的Verizon和Sprint，他們使用不同于UMTS WCDMA標(biāo)準(zhǔn)的CDMA2000標(biāo)準(zhǔn)。中國(guó)則希望采用基于時(shí)分復(fù)用(TDD)而不是頻分復(fù)用(FDD)的LTE變種。目前為止已有30多家運(yùn)營(yíng)商同意采用LTE，并計(jì)劃在不久的將來(lái)將LTE集成到進(jìn)系統(tǒng)中。

目前，處于運(yùn)營(yíng)中的LTE系統(tǒng)都是遍布全球各個(gè)地區(qū)的試驗(yàn)性系統(tǒng)。到2010年將可以見(jiàn)到一些正式的LTE，但大多數(shù)運(yùn)營(yíng)商暗示將從2011年開(kāi)始或2012年以后開(kāi)展大規(guī)模部署。

業(yè)界現(xiàn)還在積極推廣仍然很新的3G系統(tǒng)，這些系統(tǒng)的工作狀況非常良好。不過(guò)，LTE是必然的選擇。更大的用戶容量和更高的數(shù)據(jù)速率不僅支持目前和未來(lái)的視頻等服務(wù)，而且支持?jǐn)?shù)據(jù)密集型服務(wù)，比如手機(jī)上網(wǎng)等。

LTE是專門(mén)針對(duì)移動(dòng)應(yīng)用設(shè)計(jì)的無(wú)線標(biāo)準(zhǔn)，下行鏈路數(shù)據(jù)速率高達(dá)100Mbps，上行鏈路速率高達(dá)50Mbps。相比之下，目前大多數(shù)HSPA 3G服務(wù)的最大下行速率只有14Mbps，上行速率只有5.7Mbps。更新的HSPA標(biāo)準(zhǔn)將最大下行鏈路和上行鏈路速率分別定義為84Mbps和22Mbps，但這種系統(tǒng)目前還沒(méi)有商用化。LTE具有的這些高速率可以讓用戶流暢地訪問(wèn)視頻、互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)、游戲和其它數(shù)據(jù)密集型應(yīng)用。

目前的WCDMA和HSPA信道使用5MHz帶寬，而LTE設(shè)計(jì)使用不同的帶寬，包括1.4、3、5、10、15和20MHz。每種帶寬分別使用128、256、512、1024、1,536和2,048個(gè)快速傅里葉變換(FFT)子信道。

LTE原則上可以在當(dāng)前已分配并具有足夠帶寬的任何蜂窩頻率上正常工作，但并不是所有頻率都適合較寬的帶寬模式。在美國(guó)，LTE將運(yùn)行在2.1GHz頻段和700MHz分配頻率。

LTE是嚴(yán)格的FDD技術(shù)，其發(fā)送和接收頻段相互分開(kāi)。下行鏈路和上行鏈路頻率隔離度不是固定不變的，在最低頻段上的變化范圍從約12MHz至18MHz，在較高頻率上高達(dá)340MHz至560MHz。更高的數(shù)據(jù)速率需要更寬的帶寬，而且需要使用大量的頻譜空間。

正交相移鍵控(QPSK)、16相正交幅度調(diào)制(16QAM)和64QAM是LTE常用的調(diào)制技術(shù)，具體取決于可用帶寬和數(shù)據(jù)速率要求。LTE支持不同模式的MIMO，包括用于下行鏈路的4x4、2x2、2x1和1x1。典型蜂窩容量在5MHz帶寬時(shí)為200左右。更寬的帶寬可以使每個(gè)蜂窩基站的用戶數(shù)增加到400個(gè)以上。頻譜效率在5bit/Hz范圍，但取決于物理層(PHY)細(xì)節(jié)。

OFDMA只用在下行鏈路，上行鏈路的無(wú)線技術(shù)是單載波頻分多址(SC-FDMA)。選擇OFDMA的原因主要是為了降低手機(jī)的功耗。這種技術(shù)的峰值與平均功率比(PAPR)要小于OFDM，但意味著可以使用更簡(jiǎn)單的射頻功率放大器。這種技術(shù)支持1x2和1x1的MIMO模式。

LTE是一種蜂窩電話技術(shù)，但它也可以應(yīng)用于高速寬帶無(wú)線連接，比如USB適配器和數(shù)據(jù)卡，或者嵌入進(jìn)筆記本和上網(wǎng)本。在這些領(lǐng)域，LTE將直接與WiMAX競(jìng)爭(zhēng)。LTE毫微微蜂窩還能使高速服務(wù)直接進(jìn)入家庭。

雖然目前還沒(méi)有LTE基礎(chǔ)設(shè)施，但I(xiàn)TU和3GPP已經(jīng)在研究真正的4G技術(shù)了。這種4G技術(shù)稱高級(jí)國(guó)際移動(dòng)通信(IMT-Advanced)，它定義了更為先進(jìn)的LTE版本。特別要說(shuō)明的是，IMT-Advanced或LTE- Advanced的移動(dòng)數(shù)據(jù)速率將超過(guò)100Mbps，固定或漫游速率可達(dá)1Gbps。顯然，達(dá)到這些指標(biāo)需要依靠更高的帶寬(>20MHz)、更大的MIMO模式和其它技術(shù)。盡管如此，人們見(jiàn)到這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)或其應(yīng)用還需要數(shù)年時(shí)間。