LTE TDD在未來4G技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)中的位置

　　隨著各種互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的蓬勃發(fā)展，現(xiàn)有的3G網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)不能滿足人們?nèi)找嬖鲩L的需求。無線通信系統(tǒng)呈現(xiàn)出移動(dòng)化、寬帶化和IP化的發(fā)展趨勢，在此形勢下，國際電聯(lián)(ITU)提出了更高的要求——IMT-Advanced，也就是我們說的4G技術(shù)。WiMAX、LTE和UMB是目前向4G演進(jìn)的主要標(biāo)準(zhǔn)。

　　LTE(Long Term Evolution)同時(shí)定義了LTE FDD(Frequency Division Duplexing)和LTE TDD(Time Division Duplexing)兩種方式，其中LTETDD作為TD-SCDMA向4G的演進(jìn)方式，是中國移動(dòng)的必然選擇。

　　1.移動(dòng)無線技術(shù)向4G演進(jìn)的主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)介紹

　　WiMAX、LTE和UMB被認(rèn)為是移動(dòng)通信向4G演進(jìn)的主要三種技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。ITU對IMT-Advanced要求的峰值速率為：(1)低速移動(dòng)、熱點(diǎn)覆蓋場景下1Gbit/s以上。(2)高速移動(dòng)、廣域覆蓋場景下100Mbit/s。目前這三種標(biāo)準(zhǔn)都未達(dá)到ITU為IMT-Advanced制定的目標(biāo)，因此IEEE和3GPP等各大標(biāo)準(zhǔn)組織都在積極修訂各自的標(biāo)準(zhǔn)，以符合ITU-R的建議。

　　WiMAX是由IEEE提出的寬帶無線接入技術(shù)，受到英特爾、思科等IT廠商的支持。由于沒有原體制的束縛，最符合寬帶接入市場的需求。采用WiMAX的運(yùn)營商主要是固網(wǎng)運(yùn)營商和新運(yùn)營商，然而，這些運(yùn)營商可以利用VoIP等技術(shù)，通過WiMAX網(wǎng)絡(luò)為用戶提供與蜂窩網(wǎng)絡(luò)相同的移動(dòng)語音服務(wù)。

　　LTE(Long Term Evolution)是3GPP提出的演進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)，它定義了LTE FDD和LTE TDD兩種方式。LTEFDD受到了傳統(tǒng)移動(dòng)運(yùn)營商的支持，中國移動(dòng)則是LTETDD的主要支持者。隨著LTETDD技術(shù)研究的深入，越來越多的運(yùn)營商和廠商加入到LTE TDD隊(duì)伍中來。

　　UMB(Ultra-Mobile Broadband)是3GPP2提出的超移動(dòng)寬帶技術(shù)，主要由美國高通公司支持，是CDMA2000系列標(biāo)準(zhǔn)的演進(jìn)升級版本。但目前還沒有一家運(yùn)營商宣布計(jì)劃試驗(yàn)或者部署這項(xiàng)技術(shù)。

　　2.3G標(biāo)準(zhǔn)向4G標(biāo)準(zhǔn)的演進(jìn)方式

　　3G向4G的演進(jìn)路徑主要有3條：(1)WiMAX從802.16e演進(jìn)為802.16m的路線；(2)WCDMA和TD-SCDMA，均從HSPA演進(jìn)至HSPA＋，進(jìn)而到LTE(分為FDD和TDD兩種方式)；(3)CDMA2000沿著1xEV-DORev.0、1xEV-DORev.A、1xEV-DORev.B，最終到UMB。

　　目前UMB仍然沒有運(yùn)營商宣布采用，事實(shí)上已經(jīng)退出4G標(biāo)準(zhǔn)的競爭。全球最大的CDMA運(yùn)營商、美國第二大移動(dòng)運(yùn)營商Verizon Wireless對外宣稱其下一代網(wǎng)絡(luò)將采取LTE技術(shù)，此舉引得其他CDMA運(yùn)營商紛紛效仿，他們分別投向了LTE和移動(dòng)WiMAX。以下將不再對UMB進(jìn)行分析。

　　LTE FDD無疑將是采用最多的4G標(biāo)準(zhǔn)，它從WCDMA演進(jìn)而來，同時(shí)又吸收了CDMA2000標(biāo)準(zhǔn)，使之能夠向下兼容WCDMA和CDMA2000技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。成為被廣泛接受的標(biāo)準(zhǔn)。

　　LTE TDD在頻率利用率上具有較大優(yōu)勢，可以使用LTEFDD系統(tǒng)不易使用的零散頻段，也將成為4G的主流技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。這兩種方式各有優(yōu)點(diǎn)，有互補(bǔ)性，可以共存。

　　LTE TDD和WiMAX具有比較大的相似度，可以融合。雖然目前WiMAX(802.16e)已經(jīng)商用，短時(shí)間內(nèi)融合的可能性已經(jīng)不存在，但在未來4G發(fā)展中，WiMAX仍可能與LTE TDD標(biāo)準(zhǔn)融合。目前我們可以把WiMAX看做是3G網(wǎng)絡(luò)的一種補(bǔ)充。

　　3.三種主流標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)性能對比

　　對目前三種主流標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)對比可以看出：

　　(1)三種標(biāo)準(zhǔn)采用的技術(shù)相似度很高。例如都使用了相同或者相近的頻帶寬度、編碼方式，都采用了OFDMA、MIMO等技術(shù)，在未來有可能繼續(xù)融合。但不管如何融合，以上的技術(shù)必將成為未來4G標(biāo)準(zhǔn)的主流技術(shù)。

　　(2)兼容性方面，WiMAX(802.16e)可以完全兼容WiMAX(802.16d)，在未來的4G中WiMAX(802.16m)也可以完全兼容WiMAX(802.16e)，但對傳統(tǒng)的3G網(wǎng)絡(luò)無法支持。目前，可以開發(fā)傳統(tǒng)手機(jī)與WiMAX相結(jié)合的雙模解決這個(gè)問題。LTE FDD具有良好的向下兼容性，支持WCDMA/CDMA2000的演進(jìn)，因此成為廣受支持的標(biāo)準(zhǔn)。相比之下，似乎LTETDD只支持TD-SCDMA演進(jìn)。但事實(shí)并非如此：2008年2月13日愛立信首家演示了在同一系統(tǒng)和終端平臺上同時(shí)支持LTE FDD和TD-LTE技術(shù)。同時(shí)，沃達(dá)豐和中國移動(dòng)宣布要求設(shè)備廠商同時(shí)支持LTE FDD和LTE TDD方式。未來兩種方式共用平臺將成為業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)。

　　(3)頻譜效率方面，LTE TDD和WiMAX都采用時(shí)分雙工方式，不需要成對的頻率，在頻率資源緊張的今天，這種方式能夠靈活配置頻率，使用LTE FDD系統(tǒng)不易使用的零散頻段。這也成為LTE TDD和WiMAX最大的優(yōu)勢。

　　(4)從峰值速率看，LTE TDD峰值速率會略低于LTE FDD。這是由于LTE TDD需要在同一個(gè)載頻上保持一定的上下行時(shí)隙的比例和需要預(yù)留一定的時(shí)隙資源作為上下行時(shí)隙之間的保護(hù)，所以LTE TDD的峰值速率低于LTE FDD，但仍在可接受范圍內(nèi)。

　　(5)從標(biāo)準(zhǔn)成熟度看，WiMAX已經(jīng)商用，目前向802.16m的演進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)征集也比較順利。而LTE預(yù)計(jì)2008年12月完成標(biāo)準(zhǔn)化工作第一版,最早商用也要等到2010年前后，大規(guī)模商用可能要在2012年后。在這一點(diǎn)上，WiMAX顯然領(lǐng)先一步。

　　綜上所述，以上三種標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)性能基本相當(dāng)，各有優(yōu)勢。在技術(shù)不分伯仲的前提下，運(yùn)營商和廠商的支持力度將成為左右標(biāo)準(zhǔn)前進(jìn)方向的重要力量。
4.運(yùn)營商支持度對4G技術(shù)的影響

　　運(yùn)營商對通信標(biāo)準(zhǔn)的影響日益突出：運(yùn)營商具備明確的市場需求和詳細(xì)的發(fā)展時(shí)間表；運(yùn)營商處于產(chǎn)業(yè)鏈核心，連接了最終消費(fèi)者和終端、設(shè)備、增值服務(wù)提供商以及研究院所。其角色正從2G、3G時(shí)代的技術(shù)選擇者轉(zhuǎn)變?yōu)楫a(chǎn)業(yè)主導(dǎo)者。

　　所有WCDMA和TD-SCDMA運(yùn)營商和大部分CDMA2000運(yùn)營商都選擇了LTE作為未來的網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)方向，似乎LTE已經(jīng)成為未來4G技術(shù)的默認(rèn)標(biāo)準(zhǔn)。

　　傳統(tǒng)的CDMA2000運(yùn)營商調(diào)轉(zhuǎn)方向，除了美國Sprint Nextel和Clearwire采用WiMAX標(biāo)準(zhǔn)作為下一代網(wǎng)絡(luò)的演進(jìn)方向外，世界上其他主要的CDMA運(yùn)營商都準(zhǔn)備部署LTE。如：美國Verizon Wireless、日本KDDI、韓國SK電訊和韓國電信(KTF)、加拿大Bell和Telus。

　　固網(wǎng)運(yùn)營商和新興運(yùn)營商對WiMAX更感興趣(如英國電信)，傳統(tǒng)移動(dòng)運(yùn)營商則更支持LTE的演進(jìn)方向。

　　沃達(dá)豐和AT&T在采用LTE部署下一代網(wǎng)絡(luò)的同時(shí)，也采用了WiMAX作為補(bǔ)充，這主要因?yàn)長TE商用至少要到2010年，而WiMAX正好可以彌補(bǔ)HSPA的速率不足問題。

　　綜上所述，運(yùn)營商對未來4G的標(biāo)準(zhǔn)影響可能是決定性的。從目前看，主流運(yùn)營商幾乎一致支持LTE標(biāo)準(zhǔn)。另外，2008年2月中國移動(dòng)、沃達(dá)豐和Verizon宣布聯(lián)合開展LTE TDD測試，此舉避免了LTE TDD被邊緣化的問題，為未來LTEFDD和LTE TDD共同發(fā)展創(chuàng)造了條件。

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　　通過以上的分析和評估，我們可以得出以下結(jié)論：雖然面對WiMAX等技術(shù)的競爭，但LTE FDD和LTE TDD作為3GPP的4G演進(jìn)方向，幾乎成為全球運(yùn)營商的共同而且唯一的選擇；LTE TDD是中國移動(dòng)TD-SCDMA標(biāo)準(zhǔn)的演進(jìn)方向。LTE FDD和LTE TDD各有優(yōu)點(diǎn)，有互補(bǔ)性，可以共存，這也是LTE TDD成功的關(guān)鍵。中國應(yīng)繼續(xù)推動(dòng)在同一系統(tǒng)和終端平臺上同時(shí)支持LTE FDD和LTE TDD技術(shù)，并使之成為全球標(biāo)準(zhǔn)；在LTE階段，LTE TDD與LTE FDD走向聯(lián)合將是大勢所趨。國際電聯(lián)(ITU)無線電通信部門(ITU-R)正在征集IMT-Advanced標(biāo)準(zhǔn)的建議，中國應(yīng)該在積極提出自己的標(biāo)準(zhǔn)的同時(shí)，也要考慮到與LTE FDD等技術(shù)的融合，使之LTE FDD和LTE TDD共同成為未來4G標(biāo)準(zhǔn)。

　　LTE TDD技術(shù)具有較高的頻譜效率，在未來的4G中具有較強(qiáng)的優(yōu)勢，與LTE FDD有互補(bǔ)性，可以共存。作為中國移動(dòng)TD-SCDMA技術(shù)的演進(jìn)，LTE TDD的發(fā)展占有重要意義。在中國移動(dòng)、沃達(dá)豐等運(yùn)營商的推動(dòng)下，在愛立信、大唐、華為等廠商的支持下，隨著研究的深入和國際市場的推廣，必將成為未來無線通信系統(tǒng)中的主流技術(shù)。