第四代移动通信技术论文

第四代移动通信技术

摘要：通信技术日新月异，给人们带来不少享受。随着数据通信与多媒体业务需求的发展，适应移动数据、移动计算及移动多媒体运作需要的第四代移动通信开始兴起、在我们还没有完全享受3G移动通信系统商所带来服务的同时,4G移动通信技术已向我们袭来。

关键字：4G；LTE；通信技术

1引言

所谓4G技术是第四代移动通信及其技术的简称，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。4G系统能够以100Mbps的速度下载，比拨号上网快2000倍，上传的速度也能达到20Mbps，并能够满足几乎所有用户对于无线服务的要求。而在用户最为关注的价格方面，4G与固定宽带网络在价格方面不相上下，而且计费方式更加灵活机动，用户完全可以根据自身的需求确定所需的服务。此外，4G可以在DSL和有线电视调制解调器没有覆盖的地方部署，然后再扩展到整个地区。很明显，4G有着不可比拟的优越性。

2 简介

4G即是第四代移动电话行动通信标准（fourth generation of mobile phone mobile communications standards，缩写为4G），也是3G之后的延伸。这套无线通信标准，从技术标准的角度看，按照ITU的定义，静态传输速率达到1Gbps，用户在高速移动状态下可以达到100Mbps，就可以作为4G的技术之一。

与传统的通信技术相比，4G通信技术最明显的优势在于通话质量及数据通信速度，4G LTE系统能够以100Mbps的速度下载，比拨号上网快50倍，上传的速度也能达到50Mbps，并能够满足几乎所有用户对于无线服务的要求。而4G LTE Advanced采用载波聚合技术，下行峰值速度可达150Mbps。到底比之前的网络速度有多快，根据下表一目了然。

表1 无线蜂窝制式上下行速率

在此需要注意的是“4G”这个说法频频见诸媒体，但4G并不等于LTE，在

ITU (国际电联)的定义里，任何达到或超过100Mbps的无线数据网络系统都可以称

为4G，所以实际上，4G现在至少包含了LTE和WiMAX两大不同类型的无线数据网

络。

3 通信网络标准

LTE Advanced（长期演进技术升级版）：是LTE的增强，完全向后兼容LTE，通常通过在LTE上通过软件升级即可，升级过程类似于从WCDMA升级到HSPA。峰值速率：下行1Gbps，上行500Mbps。是第一批被国际电信联盟承认的4G标准，也是事实上的唯一主流4G标准。

WiMAX-Advanced（全球互通微波存取升级版）：即IEEE 802.16m是WiMAX的增强，由美国Intel所主导，接收下行与上行最高速率可达到300Mbps，在静止定点接收可高达1Gbps。也是国际电信联盟承认的4G标准，不过随着英特尔于2010年退出，WiMAX 技术也逐渐被运营商放弃，并开始将设备升级为LTE，WiMAX论坛也于2012年将TD-LTE纳入WiMAX 2.1规范。

这一看，这与我们现在所说的4G网络还是有距离的，实际上我们现在所说的4G网络，只可以算是准4G，是3G网络向4G网络后续演进的一个过程。现在，LTE、WiMax 是谈论得最多的两种4G技术，实际这两者只能算是准4G技术，是3G向4G 演进的必经之路。一般来说，现在的4G网络就是指LTE网络。WiMax的前身是WiFi，但覆盖范围比WiFi要广得多。LTE的定位是移动通信宽带化，WiMax是将宽带无线化。它俩是竞争对手，但LTE阵营强大的多。其中LTE（Long Term Evolution，长期演进技术）技术便是3G的演进，通常被称作3.9G，包括TDD、FDD两种双工模式，TD-LTE是LTE 的TDD版本，而FDD-LTE是LTE的FDD版本。LTE是3GPP2004年启动的项目，分为FDD-LTE、TD-LTE，前者由欧美主导，后者由我国主导，2007年工信部把TDD-LTE命名为TD-LTE。

表２ 4G网络的正常演进形态

4 通信网络制式

4.1 TD-LTE和FDD-LTE

TD-LTE（Time Division Long Term Evolution，分时长期演进）是基于3GPP长期演进技术（LTE）的一种通讯技术与标准，属于LTE的一个分支。该技术由上海贝尔、诺基亚西门子通信、大唐电信、华为技术、中兴通讯、中国移动、高通、ST-Ericsson 等共同开发。

TD-LTE也叫LTE TDD，TDD即指时分双工（Time-division duplex）。值得注意的是，中国媒体普遍将TD-LTE宣传为中国国产标准，事实上其技术属于LTE（长期演进技术）。中国政府和企业是TD-LTE 的主要推动者。TD-LTE的升级版叫做TD-LTE Advanced，这才是真正的4G标准。

TD-LTE与TD-SCDMA实际上没有关系，TD-SCDMA是CDMA（码分多址）技术，TD-LTE

是OFDM（正交频分复用）技术。两者从编解码、帧格式、空口、信令，到网络架构，都不一样。

FDD-LTE（Long TermEvolution，频分双工）是该LTE技术的双工模式之一，应用FDD式的LTE即为FDD-LTE。由于无线技术的差异、使用频段的不同以及各个厂家的利益等因素，FDD-LTE的标准化与产业发展都领先于TDD-LTE。FDD-LTE已成为当前世界上采用的国家及地区最广泛的，终端种类最丰富的一种4G标准。

FDD模式的特点是在分离（上下行频率间隔190MHz）的两个对称频率信道上，系统进行接收和传送，用保证频段来分离接收和传送信道。FDD模式的优点是采用包交换等技术，可突破二代发展的瓶颈，实现高速数据业务，并可提高频谱利用率，增加系统容量。

总的来说，TD-LTE和FDD-LTE是两种不同的4G网络制式，FDD-LTE是最早提出来的LTE系统模式，其发展目前也是最为成熟的一种，在世界各国推广的LTE系统模式中也最为普遍，备受广大的网络基础设备厂商和终端生产商的支持，高通就是FDD-LTE 主要支持者和芯片供应商之一，值得一提的是几乎现在所有存在商业化LTE网络的国家，都在使用LTE-FDD系统，目前全球只有中国移动和日本SoftBank Mobile宣布采用TD-LTE 4G技术，而中国联通、电信则宣布采用的是FDD-LTE技术。

4.2 网络制式区别：TD-LTE与FDD-LTE的技术差异

TD-LTE是时分多址的LTE，FDD-LTE是频分多址的LTE。简单的说，时分就是不同的用户占用不同的时间，而频分是不同的用户占用不同的频率。

频分双工（FDD）和时分双工（TDD）是两种不同的双工方式。FDD是在分离的两个对称频率信道上进行接收和发送，用保护频段来分离接收和发送信道。FDD必须采用成对的频率，依靠频率来区分上下行链路。FDD在支持对称业务时，能充分利用上下行的频谱，但在支持非对称业务时，频谱利用率将大大降低。