LTE TDD在未来4G技术标准中的位置
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摘要：
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，IMT-Advanced是ITU對(duì)于4G的稱呼。雖然該標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)要求尚未確定下來，但WiWax、LTE等技術(shù)倡導(dǎo)者已在積極準(zhǔn)備提出自己的提案。LTE TDD作為中國移動(dòng)TD-SCDMA技術(shù)的演進(jìn)，在未來的4G中占有重要意義。本文旨在對(duì)未來4G技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行多角度的對(duì)比分析，評(píng)估LTE TDD技術(shù)在未來4G技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)中的位置。
引言
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)不能滿足人滿日益增長的需要。無線通信系統(tǒng)呈現(xiàn)出移動(dòng)化、寬帶化和IP 化的的發(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)的最主要標(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LTE TDD作為TD-SCDMA向4G的演進(jìn)方式，是中國移動(dòng)必然的選擇，引人注目。本文將從技術(shù)性能、運(yùn)營商和廠商的支持程度對(duì)主要標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分析，以評(píng)估LTE TDD技術(shù)在未來4G技術(shù)中的地位，得出一定的結(jié)論。
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(duì)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制訂的目標(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。LTE FDD受到了傳統(tǒng)移動(dòng)運(yùn)營商的支持，中國移動(dòng)則是LTE TDD的主要支持者。隨著LTE TDD技術(shù)研究的深入，越來越多運(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(jí)版本。但目前還沒有一家運(yùn)營商宣布計(jì)劃試驗(yàn)或者布署這項(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、1x EV－DO Rev.A、1x EV－DO Rev.B，最終到UMB。
3G向4G的演進(jìn)方式見下圖： ??????????????????????? 圖1：3G標(biāo)準(zhǔn)向4G標(biāo)準(zhǔn)演進(jìn)方式
分析：
（1）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(duì)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(duì)UMB進(jìn)行分析。
（2）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)。
（3）LTE TDD在頻率利用率上具有較大優(yōu)勢，可以使用LTE FDD 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。
（4）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可以看作是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(duì)比
下表是對(duì)目前三種主流標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)的對(duì)比： 從主要技術(shù)性能進(jìn)行評(píng)估：
（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(duì)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LTE TDD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(tái)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(tái)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(duì)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(huì)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年左右，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的標(biāo)準(zhǔn)前進(jìn)方向的重要力量。
4、運(yùn)營商支持度對(duì)4G技術(shù)的影響
運(yùn)營商對(duì)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。
下表是目前主要運(yùn)營商的演進(jìn)方向：
| 地區(qū) | 運(yùn)營商名稱 | 2G&3G網(wǎng)絡(luò) | 未來演進(jìn)方向 |
| 北美地區(qū) | 美國AT&T | WCDMA/HSPA | LTE(WiMax作補(bǔ)充) |
| 美國Verizon Wireless | CDMA2000/EVDO | LTE | |
| 美國SprintNextel | CDMA2000/EVDO | WiMax | |
| 美國Clearwire | CDMA2000/EVDO | WiMax | |
| 加拿大Bell Canada | CDMA2000/EVDO | LTE | |
| 加拿大Telus | CDMA2000/EVDO | LTE | |
| 歐洲 | 沃達(dá)豐（Vodafone） | WCDMA/HSPA | LTE(WiMax作補(bǔ)充) |
| T-Mobile | WCDMA/HSPA | LTE | |
| 法國電信(Orange) | WCDMA/HSPA | LTE | |
| 西班牙電信(O2) | WCDMA/HSPA | LTE | |
| 英國電信（BT） | DSL/WiFi | WiMax | |
| 亞太地區(qū) | 中國移動(dòng)(CMCC) | GSM/TD-SCDMA/HSPA | LTE TDD |
| 中國電信(CT) | CDMA2000/EVDO | LTE | |
| 中國聯(lián)通(CU) | GSM/WCDMA | LTE | |
| 日本NTT DoCoMo | WCDMA/HSPA | LTE | |
| 日本KDDI | CDMA2000/EVDO/HSPA | LTE | |
| 韓國SK電訊 | CDMA2000/EVDO | LTE | |
| 韓國電信(KTF) | CDMA2000/EVDO | LTE |
注：只有最后的一個(gè)CDMA大型市場沒有明確下一步路線，即印度。不過印度在通信技術(shù)的話語權(quán)微弱。
分析：
（1）全部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)。
（2）傳統(tǒng)的CDMA2000運(yùn)營商調(diào)轉(zhuǎn)方向，除了美國SprintNextel和Clearwire采用WiMax標(biāo)準(zhǔn)作為下一代網(wǎng)絡(luò)的演進(jìn)方向，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。
（3）固網(wǎng)運(yùn)營商和新興運(yùn)營商對(duì)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。
（4）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(duì)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LTE FDD和LTE TDD共同發(fā)展創(chuàng)造了條件。
5、廠商支持度對(duì)4G技術(shù)的影響
我們?cè)賮矸治鰪S商對(duì)未來對(duì)通信標(biāo)準(zhǔn)的影響。
下表是目前以上標(biāo)準(zhǔn)支持的主要廠商：
|
| LTE | WiMax | |
| LTE? FDD | LTE? TDD | ||
| 支持廠商 | 愛立信、諾基亞西門子、華為、摩托羅拉、北電網(wǎng)絡(luò)、德州儀器、阿爾卡特朗訊、NEC | 愛立信、大唐、諾基亞西門子、中興、華為、普天、阿爾卡特朗訊 | 英特爾、思科、三星電子、阿爾卡特朗訊、摩托羅拉 |
分析：
（1）LTE FDD幾乎所有主要的通信廠商均支持，反映出LTE FDD的強(qiáng)大根基。
（2）LTE TDD方面，除了中國本土廠商大力支持外，愛立信、諾基亞西門子、阿爾卡特朗訊等國外廠商也表示支持LTE TDD和LTE FDD的同步發(fā)展。在2008年2月份巴塞羅那的全球電信展中，世界最大的移動(dòng)設(shè)備供應(yīng)商——愛立信首家演示了在同一基站上支持LTE FDD和LTE TDD模式工作。愛立信也認(rèn)為，未來4G終端也將同時(shí)支持兩種工作模式。有理由相信會(huì)有更多廠商會(huì)參與到LTE TDD的設(shè)備開發(fā)上來。
（3）WiMax主要由英特爾、思科等IT公司支持，同時(shí)阿爾卡特朗訊和摩托羅拉也表示支持，并且投入資金進(jìn)行開發(fā)。然而愛立信和北電網(wǎng)絡(luò)均表示放棄或者縮減WiMAX的投資，專注發(fā)展LTE。
4G技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的演進(jìn)關(guān)系到每個(gè)廠商的切身利益，而4G標(biāo)準(zhǔn)化過程中也必將不斷產(chǎn)生對(duì)抗與融合。目前LTE FDD最受廠商支持，而LTE TDD在中國移動(dòng)和沃達(dá)豐的倡導(dǎo)下，必將與LTE FDD融合發(fā)展。IT巨頭英特爾、思科等公司希望在未來的寬帶接入市場上繼續(xù)自己IT業(yè)的輝煌。
6、結(jié)論
通過以上的分析和評(píng)估，我們可以得出以下結(jié)論：
（1）雖然面對(duì)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。
（2）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(tái)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)。
（3）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)該積極提出自己的標(biāo)準(zhǔn)的同時(shí)，也應(yīng)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)。
7、結(jié)束語
LTE TDD技術(shù)上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)。
總結(jié)
以上是生活随笔為你收集整理的LTE TDD在未来4G技术标准中的位置的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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