LTE TDD在未来4G技术标准中的位置
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摘要：
國際電聯（ITU）無線電通信部門（ITU-R）正在征集IMT-Advanced標準的建議，IMT-Advanced是ITU對于4G的稱呼。雖然該標準的技術要求尚未確定下來，但WiWax、LTE等技術倡導者已在積極準備提出自己的提案。LTE TDD作為中國移動TD-SCDMA技術的演進，在未來的4G中占有重要意義。本文旨在對未來4G技術標準進行多角度的對比分析，評估LTE TDD技術在未來4G技術標準中的位置。
引言
隨著各種互聯網應用的蓬勃發展，現有的3G網絡已經不能滿足人滿日益增長的需要。無線通信系統呈現出移動化、寬帶化和IP 化的的發展趨勢，在此形勢下，國際電聯（ITU）提出了更高的要求——IMT-Advanced，也就是我們說的4G技術。WiMAX、LTE和UMB是目前向4G演進的最主要標準。
?LTE(Long Term Evolution)同時定義了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的演進方式，是中國移動必然的選擇，引人注目。本文將從技術性能、運營商和廠商的支持程度對主要標準進行分析，以評估LTE TDD技術在未來4G技術中的地位，得出一定的結論。
1、移動無線技術向4G演進的主要技術標準介紹
WiMAX、LTE和UMB被認為是移動通信向4G演進的主要三種技術標準。ITU對IMT-Advanced要求的峰值速率為：（1）低速移動、熱點覆蓋場景下1Gbit/s以上。（2）高速移動、廣域覆蓋場景下100Mbit/s。目前這三種標準都未達到ITU為IMT-Advanced制訂的目標，因此IEEE和3GPP等各大標準組織都在積極修訂各自的標準，以符合ITU-R的建議。
WiMAX是由?IEEE提出的寬帶無線接入技術，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的運營商主要是固網運營商和新運營商，然而，這些運營商可以利用VoIP等技術，通過WiMAX網絡為用戶提供與蜂窩網絡相同的移動語音服務。
LTE（Long Term Evolution）是3GPP提出的演進標準，它定義了LTE FDD和LTE TDD兩種方式。LTE FDD受到了傳統移動運營商的支持，中國移動則是LTE TDD的主要支持者。隨著LTE TDD技術研究的深入，越來越多運營商和廠商加入到LTE TDD隊伍中來。
UMB（Ultra-Mobile Broadband）是3GPP2提出的超移動寬帶技術，主要由美國高通公司支持，是CDMA2000系列標準的演進升級版本。但目前還沒有一家運營商宣布計劃試驗或者布署這項技術。
2、3G標準向4G標準的演進方式
3G向4G的演進路徑主要有3條：
（1）WiMAX從802.16e演進為802.16m的路線；
（2）WCDMA和TD－SCDMA，均從HSPA演進至HSPA＋，進而到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的演進方式見下圖： ??????????????????????? 圖1：3G標準向4G標準演進方式
分析：
（1）目前UMB仍然沒有運營商宣布采用，事實上已經退出4G標準的競爭。全球最大的CDMA運營商、美國第二大移動運營商Verizon Wireless對外宣稱其下一代網絡將采取LTE技術，此舉引得其他CDMA運營商紛紛效仿，他們分別投向了LTE和移動WiMAX。 以下將不再對UMB進行分析。
（2）LTE FDD無疑將是采用最多的4G標準，它從WCDMA演進而來，同時又吸收了CDMA2000標準，使之能夠向下兼容WCDMA和CDMA2000技術標準。成為被廣泛接受的標準。
（3）LTE TDD在頻率利用率上具有較大優勢，可以使用LTE FDD 系統不易使用的零散頻段，也將成為4G的主流技術標準。這兩種方式各有優點，有互補性，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）已經商用，短時間內融合的可能性已經不存在，但在未來4G發展中，WiMAX 仍可能與LTE TDD標準融合。目前我們可以把WiMAX可以看作是3G網絡的一種補充。
3、三種主流標準的技術性能對比
下表是對目前三種主流標準的技術的對比： 從主要技術性能進行評估：
（1）三種標準采用的技術相似度很高。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，在未來有可能繼續融合。但不管如何融合，以上的技術必將成為未來4G標準的主流技術。
（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），但對傳統的3G網絡無法支持。目前可以開發傳統手機與WiMax 相結合的雙模解決這個問題。LTE FDD具有良好的向下兼容性，支持WCDMA /CDMA2000的演進，因此成為廣受支持的標準。相比之下，似乎LTE TDD只支持TD-SCDMA演進。但事實并非如此：2008 年2月13日愛立信首家演示了在同一系統和終端平臺上同時支持LTE FDD和TD-LTE技術。同時，沃達豐和中國移動宣布要求設備廠商同時支持LTE FDD和LTE TDD方式。未來兩種方式共用平臺將成為業界標準。
（3）頻譜效率方面，LTE TDD和WiMax都采用時分雙工方式，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 系統不易使用的零散頻段。這也成為LTE TDD和WiMax最大的優勢。
（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需要在同一個載頻上保持一定的上下行時隙的比例和需要預留一定的時隙資源作為上下行時隙之間的保護，所以LTE TDD的峰值速率低于LTE FDD。但仍在可接受范圍內。
（5）從標準成熟度看， WiMAX已經商用，目前向802.16m的演進標準征集也比較順利。而LTE預計2008年12月完成標準化工作第一版,最早商用也要等到2010年左右，大規模商用可能要在2012年后。在這一點上，WiMAX顯然領先一步。
綜上所述，以上三種標準系統性能基本相當，各有優勢。在技術不分伯仲的前提下，運營商和廠商的支持力度將成為左右的標準前進方向的重要力量。
4、運營商支持度對4G技術的影響
運營商對通信標準的影響日益突出：運營商具備明確的市場需求和詳細的發展時間表；運營商處于產業鏈核心，連接了最終消費者和終端、設備、增值服務提供商以及研究院所。其角色正從2G、3G時代的技術選擇者轉變為產業主導者。
下表是目前主要運營商的演進方向：
| 地區 | 運營商名稱 | 2G&3G網絡 | 未來演進方向 |
| 北美地區 | 美國AT&T | WCDMA/HSPA | LTE(WiMax作補充) |
| 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 | 沃達豐（Vodafone） | WCDMA/HSPA | LTE(WiMax作補充) |
| 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 | 中國移動(CMCC) | GSM/TD-SCDMA/HSPA | LTE TDD |
| 中國電信(CT) | CDMA2000/EVDO | LTE | |
| 中國聯通(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的話語權微弱。
分析：
（1）全部WCDMA和TD-SCDMA運營商和大部分CDMA2000運營商都選擇了LTE作為未來的網絡演進方向，似乎LTE已經成為未來4G技術的默認標準。
（2）傳統的CDMA2000運營商調轉方向，除了美國SprintNextel和Clearwire采用WiMax標準作為下一代網絡的演進方向，世界上其他主要的CDMA運營商都準備部署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）固網運營商和新興運營商對WiMax更感興趣（如英國電信），傳統移動運營商則更支持LTE的演進方向。
（4）沃達豐和AT&T在采用LTE部署下一代網絡的同時，也采用了WiMax作為補充，這主要因為LTE商用至少要到2010年，而WiMax正好可以彌補HSPA的速率不足問題。
綜上所述，運營商對未來4G的標準影響可能是決定性的。從目前看，主流運營商幾乎一致支持LTE標準。另外2008 年2月中國移動、沃達豐和Verizon宣布聯合開展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共同發展創造了條件。
5、廠商支持度對4G技術的影響
我們再來分析廠商對未來對通信標準的影響。
下表是目前以上標準支持的主要廠商：
|
| 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、北電網絡、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，世界最大的移動設備供應商——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。愛立信也認為，未來4G終端也將同時支持兩種工作模式。有理由相信會有更多廠商會參與到LTE TDD的設備開發上來。
（3）WiMax主要由英特爾、思科等IT公司支持，同時阿爾卡特朗訊和摩托羅拉也表示支持，并且投入資金進行開發。然而愛立信和北電網絡均表示放棄或者縮減WiMAX的投資，專注發展LTE。
4G技術標準的演進關系到每個廠商的切身利益，而4G標準化過程中也必將不斷產生對抗與融合。目前LTE FDD最受廠商支持，而LTE TDD在中國移動和沃達豐的倡導下，必將與LTE FDD融合發展。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自己IT業的輝煌。
6、結論
通過以上的分析和評估，我們可以得出以下結論：
（1）雖然面對WiMax等技術的競爭，但LTE FDD和LTE TDD作為3GPP的4G演進方向，幾乎成為全球運營商的共同而且唯一的選擇。
（2）LTE TDD是中國移動TD－SCDMA標準的演進方向。LTE FDD和LTE TDD各有優點，有互補性，可以共存，這也是LTE TDD成功的關鍵。中國應繼續推動在同一系統和終端平臺上同時支持LTE FDD和LTE TDD技術，并使之成為全球標準。
（3）在LTE階段，LTE TDD與LTE FDD走向聯合將是大勢所趨。國際電聯（ITU）無線電通信部門（ITU-R）正在征集IMT-Advanced標準的建議，中國應該積極提出自己的標準的同時，也應考慮到與LTE FDD等技術的融合，使之LTE FDD和LTE TDD共同成為未來4G標準。
7、結束語
LTE TDD技術上具有較高的頻譜效率，在未來的4G中具有較強的優勢，與LTE FDD?有互補性，可以共存。作為中國移動TD-SCDMA技術的演進，LTE TDD的發展占有重要意義。在中國移動、沃達豐等運營商的推動下，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中的主流技術。
總結
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容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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