WiMax与LTE齐飞 未来5大4G技术标准解读

　　近期有报道称国际电信联盟（ITU）已经将WiMax、HSPA+、LTE正式纳入到4G标准里，加上之前就已经确定的LTE-Advanced和WirelessMAN-Advanced这两种标准，目前4G标准已经达到了5种。在中国的3G才刚刚普及起来的时候，4G已经进入到标准确立的阶段，不由得让人感叹通信技术的突飞猛进，不过这五大4G标准究竟有什么样的特点？它们分别的优势是什么，而中国未来将会采用什么样的4G标准？带着这样的疑惑和问题，今天编辑将带您来详细的了解一下这五种4G标准。

　　在介绍这五大4G标准之前的时候，编辑认为有必要对一些名词进行解释，以便我们能够更加通俗而快速的了解这五大4G标准。

　　4G：4G是第四代移动通信及其技术的简称(4th Generation），是集3G与WLAN于一体并能够传输高质量视频图像以及图像传输质量与高清晰度电视不相上下的技术产品。我们只要能够理解4G网络能够为我们提供与固网宽带一样的网速即可。

　　ITU：国际电信联盟（International Telecommunications Union）国际电信联盟是联合国的一个专门机构，也是联合国机构中历史最长的一个国际组织，国际电联通过其麾下的无线电通信、标准化和发展电信展电信展览活动，而且是信息社会世界高峰会议的主办机构。国际电联总部设于瑞士日内瓦，其成员包括191个成员国和700多个部门成员及部门准成员。4G标准必须经过ITU确定才能够全球推广。

　　IEEE：美国电气和电子工程师协会（Institute of Electrical and Electronics Engineers ），IEEE被国际标准化组织授权为可以制定标准的组织，其中比较出名的是IEEE 802委员会，它成立于1980年2月，它的任务是制定局域网的国际标准，取得了显著的成绩，主要有IEEE 802.11和IEEE 802.16两种最为人知的标准，分别以WiFi和WiMax作代表。

　　3GPP：第三代合作伙伴计划（The 3rd Generation Partnership Project），是领先的3G技术规范机构，是由欧洲的ETSI，日本的ARIB和TTC，韩国的TTA以及美国的T1在1998年底发起成立的，旨在研究制定并推广基于演进的GSM核心网络的3G标准，即WCDMA，TD-SCDMA，EDGE等。

　　ISO：国际标准组织（International Organization for Standardization），是由各国标准化团体（ISO成员团体）组成的世界性的联合会。制定国际标准工作通常由ISO的技术委员会完成，在标准化方面特别与国际电信联盟(ITU)和国际电工委员会（IEC）有密切联系。

　　MB/s和Mbit/s：MB/s的含义是兆字节每秒，Mbit/s的含义是兆比特每秒，前者是指每秒传输的字节数量，后者是指每秒传输的比特位数，在计算机中每八位为一字节，也就是1Byte＝8bit，是1：8的对应关系。因此1B/s=8bps（b/s）、1KB/s=8Kbps（Kb/s）、1MB/s=8Mbps（Mb/s）。

　　五大标准详细解读

　　LTE：LTE(Long Term Evolution,长期演进)项目是3G的演进，它改进并增强了3G的空中接入技术，采用OFDM和MIMO作为其无线网络演进的唯一标准。主要特点是在20MHz频谱带宽下能够提供下行100Mbit/s与上行50Mbit/s的峰值速率，相对于3G网络大大的提高了小区的容量，同时将网络延迟大大降低：内部单向传输时延低于5ms，控制平面从睡眠状态到激活状态迁移时间低于50ms，从驻留状态到激活状态的迁移时间小于100ms。并且这一标准也是3GPP长期演进(LTE)项目，是近两年来3GPP启动的最大的新技术研发项目，其演进的历史如下：

　　GSM-->GPRS-->EDGE-->WCDMA-->HSDPA/HSUPA-->HSDPA+/HSUPA+-->LTE长期演进

　　GSM：9K -->GPRS:42K--> EDGE:172K -->WCDMA：364k -->HSDPA/HSUPA:14.4M -->HSDPA+/HSUPA+:42M -->LTE:300M

　　由于目前的WCDMA网络的升级版HSPA和HSPA+均能够演化到LTE这一状态，包括中国自主的TD-SCDMA网络也将绕过HSPA直接向LTE演进，所以这一4G标准获得了最大的支持，也将是未来4G标准的主流。该网络提供媲美固定宽带的网速和移动网络的切换速度，网络浏览速度大大提升。

　　LTE-Advanced：从字面上看，LTE-Advanced就是LTE技术的升级版，那么为何两种标准都能够成为4G标准呢？LTE-Advanced的正式名称为 Further Advancements for E-UTRA，它满足 ITU-R的IMT-Advanced技术征集的需求，是3GPP形成欧洲IMT-Advanced技术提案的一个重要来源。LTE-Advanced是一个后向兼容的技术，完全兼容LTE，是演进而不是革命，相当于HSPA和WCDMA这样的关系。LTE-Advanced的相关特性如下：

　　带宽：100MHz

　　峰值速率：下行1Gbps，上行500Mbps

　　峰值频谱效率：下行30bps/Hz，上行15bps/Hz

　　针对室内环境进行优化

　　有效支持新频段和大带宽应用

　　峰值速率大幅提高，频谱效率有限的改进

　　如果严格的讲，LTE作为3.9G移动互联网技术，那么LTE-Advanced作为4G标准更加确切一些。LTE-Advanced的入围，包含TDD和FDD两种制式，其中TD-SCDMA将能够进化到TDD制式，而WCDMA网络能够进化到FDD制式。移动主导的TD-SCDMA网络期望能够直接绕过HSPA+网络而直接进入到LTE。

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　　三大主流4G技术标准解读

　　WiMax：WiMax(Worldwide Interoperability for Microwave Access),即全球微波互联接入，WiMAX的另一个名字是IEEE 802.16。WiMAX的技术起点较高，WiMax所能提供的最高接入速度是70M，这个速度是3G所能提供的宽带速度的30倍。对无线网络来说，这的确是一个惊人的进步。WiMAX逐步实现宽带业务的移动化，而3G则实现移动业务的宽带化，两种网络的融合程度会越来越高，这也是未来移动世界和固定网络的融合趋势。

　　802.16工作的频段采用的是无需授权频段，范围在2GHz至66GHz之间，而802.16a则是一种采用2G至11GHz无需授权频段的宽带无线接入系统，其频道带宽可根据需求在1.5M至20MHz范围进行调整，目前具有更好高速移动下无缝切换的IEEE 802.16m的技术正在研发。因此，802.16所使用的频谱可能比其它任何无线技术更丰富，WiMax具有以下优点：

　　（1）对于已知的干扰，窄的信道带宽有利于避开干扰，而且有利于节省频谱资源。 　　

　　（2）灵活的带宽调整能力，有利于运营商或用户协调频谱资源。

　　（3）WiMax所能实现的50公里的无线信号传输距离是无线局域网所不能比拟的，网络覆盖面积是3G发射塔的10倍，只要少数基站建设就能实现全城覆盖，能够使无线网络的覆盖面积大大提升。

　　不过WiMax网络在网络覆盖面积和网络的带宽上优势巨大，但是其移动性却有着先天的缺陷，无法满足高速（≧50km/h）下的网络的无缝链接，从这个意义上讲，WiMax还无法达到3G网络的水平，严格的说并不能算作移动通信技术，而仅仅是无线局域网的技术。但是WiMax的希望在于IEEE 802.11m技术上，将能够有效的解决这些问题，也正是因为有中国移动、因特尔、Sprint各大厂商的积极参与，WiMax成为呼声仅次于LTE的4G网络手机。关于IEEE 802.16m这一技术，我们将留在最后作详细的阐述。

　　HSPA+：高速下行链路分组接入技术（High Speed Downlink Packet Access），而HSUPA即为高速下行链路分组接入技术，两者合称为HSPA技术，HSPA+是HSPA的衍生版，能够在HSPA网络上进行改造而升级到该网络，是一种经济而高效的4G网络。

　　从上文我们也可以了解到，HSPA+符合LTE的长期演化规范，将作为4G网络标准与其它的4G网络同时存在，它将很有利于目前全世界范围的WCDMA网络和HSPA网络的升级与过度，成本上的优势很明显。对比HSPA网络，HSPA+在室内吞吐量约提高12.58% ，室外小区吞吐量约提高32.4%，能够适应高速网络下的数据处理，将是短期内4G标准的理想选择。目前联通已经在着手相关的规划，T-Mobile也开通了这个4G网络，但是由于4G标准并没有被ITU完全确定下来，所以动作并不大。

　　WirelessMAN-Advanced：WirelessMAN-Advanced事实上就是WiMax的升级版，即IEEE 802.11m标准，802.16系列标准在IEEE正式称为WirelessMAN ，而WirelessMAN-Advanced极为IEEE 802.16m。其中，802.16m最高可以提供1Gbps无线传输速率，还将兼容未来的4G无线网络 。802.16m可在“漫游”模式或高效率/强信号模式下提供1Gbps的下行速率。该标准还支持“高移动”模式，能够提供1Gbps速率。其优势如下：

1、提高网络覆盖，改建链路预算;

　　2、提高频谱效率;

　　3、提高数据和VOIP容量;

　　4、低时延&QoS增强;

　　5、功耗节省;

　　目前的WirelessMAN-Advanced有5种网络数据规格，其中极低速率为16kbps，低数率数据及低速多媒体为144kbps，中速多媒体为2Mbps，高速多媒体为30Mbps超高速多媒体则达到了30Mbps--1Gbps。但是该标准可能会被率先被军方所采用，IEEE方面表示军方的介入将能够促使WirelessMAN-Advanced更快的成熟和完善，而且军方的今天就是民用的明天。不论怎样，WirelessMAN-Advanced得到ITU的认可并成为4G标准的可能性极大。

　　结语:这些4G标准对于我们而言或许有些过于晦涩，我们只需要了解的是，4G很美好很强大，但是也比较遥远，毕竟3G才是我们最触手可及的。4G它为我们展现出一个宏伟而瑰丽的4G帝国蓝图：我们能够实现光纤级别的网速体验，超流畅的在线浏览和操作。伴随着4G标准的确立，移动互联网将再次爆发，更多的平板和智能手机等终端将涌现、多核心的CPU和各种高清解码芯片也将应运而生、基于网络体验的智能操作系统也将进一步普及。4G离我们很远，但是也很近。

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