LTE、WiMAX大PK 4G無線標(biāo)準(zhǔn)孰優(yōu)孰劣？

　　長期演變（LTE）和WiMAX這兩種技術(shù)都使用了先進(jìn)的方法，如正交頻分多址（OFDMA）和多入多出（MIMO），而且它們也都是完全基于IP（互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議），具有高速數(shù)據(jù)功能，可實(shí)行快速互聯(lián)網(wǎng)訪問和視頻等高級應(yīng)用。國際電信聯(lián)盟（ITU）把LTE和WiMAX定義為3G。一些專家認(rèn)為，這兩種標(biāo)準(zhǔn)接近4G，更像是3.9G。

　　雖然這兩種系統(tǒng)似乎競爭激烈，最終會(huì)有一個(gè)勝出，一個(gè)被淘汰，但事實(shí)可能并非如此。在某些地區(qū)的數(shù)據(jù)服務(wù)中也許存在競爭，但這并不代表全部。這兩種標(biāo)準(zhǔn)是在不同歷史背景下開發(fā)的，現(xiàn)在已有各自不同的用武之地。LTE明顯是UMTS/WCDMA/HSPA和CDMA2000 3G等蜂窩技術(shù)的后繼者，而WiMAX主要用于寬帶無線連接和回程鏈路。

　　LTE技術(shù)

　　LTE技術(shù)是從最早的GSM語音技術(shù)、用于數(shù)據(jù)傳送的GPRS和EDGE到目前的UMTS WCDMA和HSPA先進(jìn)3G技術(shù)發(fā)展而來的。如今這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的大部分已經(jīng)完成，但還沒有最終定稿。目前LTE正處于冗長的ITU標(biāo)準(zhǔn)化過程，有望于今年晚些時(shí)候最終完成。

　　大多數(shù)蜂窩運(yùn)營商同意將LTE用作4G標(biāo)準(zhǔn)，讓全球幾乎每個(gè)人享受新技術(shù)帶來的快樂。這些運(yùn)營商包括了美國的Verizon和Sprint，他們使用不同于UMTS WCDMA標(biāo)準(zhǔn)的CDMA2000標(biāo)準(zhǔn)。中國則希望采用基于時(shí)分復(fù)用（TDD）而不是頻分復(fù)用（FDD）的LTE變種。目前為止已有30多家運(yùn)營商同意采用LTE，并計(jì)劃在不久的將來將LTE集成到進(jìn)系統(tǒng)中。

　　目前，處于運(yùn)營中的LTE系統(tǒng)都是遍布全球各個(gè)地區(qū)的試驗(yàn)性系統(tǒng)。到2010年將可以見到一些正式的LTE，但大多數(shù)運(yùn)營商暗示將從2011年開始或2012年以后開展大規(guī)模部署。

　　業(yè)界現(xiàn)還在積極推廣仍然很新的3G系統(tǒng)，這些系統(tǒng)的工作狀況非常良好。不過，LTE是必然的選擇。更大的用戶容量和更高的數(shù)據(jù)速率不僅支持目前和未來的視頻等服務(wù)，而且支持?jǐn)?shù)據(jù)密集型服務(wù)，比如手機(jī)上網(wǎng)等。

　　LTE是專門針對移動(dòng)應(yīng)用設(shè)計(jì)的無線標(biāo)準(zhǔn)，下行鏈路數(shù)據(jù)速率高達(dá)100Mbps，上行鏈路速率高達(dá)50Mbps。相比之下，目前大多數(shù)HSPA 3G服務(wù)的最大下行速率只有14Mbps，上行速率只有5.7Mbps。更新的HSPA標(biāo)準(zhǔn)將最大下行鏈路和上行鏈路速率分別定義為84Mbps和 22Mbps，但這種系統(tǒng)目前還沒有商用化。LTE具有的這些高速率可以讓用戶流暢地訪問視頻、互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)、游戲和其它數(shù)據(jù)密集型應(yīng)用。

　　目前的WCDMA和HSPA信道使用5MHz帶寬，而LTE設(shè)計(jì)使用不同的帶寬，包括1.4、3、5、10、15和20MHz。每種帶寬分別使用128、256、512、1024、1，536和2，048個(gè)快速傅里葉變換（FFT）子信道。

　　LTE原則上可以在當(dāng)前已分配并具有足夠帶寬的任何蜂窩頻率上正常工作，但并不是所有頻率都適合較寬的帶寬模式。在美國，LTE將運(yùn)行在2.1GHz頻段和700MHz分配頻率。

　　LTE是嚴(yán)格的FDD技術(shù)，其發(fā)送和接收頻段相互分開。下行鏈路和上行鏈路頻率隔離度不是固定不變的，在最低頻段上的變化范圍從約12MHz至18MHz，在較高頻率上高達(dá)340MHz至560MHz。更高的數(shù)據(jù)速率需要更寬的帶寬，而且需要使用大量的頻譜空間。

　　正交相移鍵控（QPSK）、16相正交幅度調(diào)制（16QAM）和64QAM是LTE常用的調(diào)制技術(shù)，具體取決于可用帶寬和數(shù)據(jù)速率要求。LTE支持不同模式的MIMO，包括用于下行鏈路的4x4、2x2、2x1和1x1。典型蜂窩容量在5MHz帶寬時(shí)為200左右。更寬的帶寬可以使每個(gè)蜂窩基站的用戶數(shù)增加到400個(gè)以上。頻譜效率在5bit/Hz范圍，但取決于物理層（PHY）細(xì)節(jié)。

　　OFDMA只用在下行鏈路，上行鏈路的無線技術(shù)是單載波頻分多址（SC-FDMA）。選擇OFDMA的原因主要是為了降低手機(jī)的功耗。這種技術(shù)的峰值與平均功率比（PAPR）要小于OFDM，但意味著可以使用更簡單的射頻功率放大器。這種技術(shù)支持1x2和1x1的MIMO模式。

　　LTE是一種蜂窩電話技術(shù)，但它也可以應(yīng)用于高速寬帶無線連接，比如USB適配器和數(shù)據(jù)卡，或者嵌入進(jìn)筆記本和上網(wǎng)本。在這些領(lǐng)域，LTE將直接與WiMAX競爭。LTE毫微微蜂窩還能使高速服務(wù)直接進(jìn)入家庭。

　　雖然目前還沒有LTE基礎(chǔ)設(shè)施，但I(xiàn)TU和3GPP已經(jīng)在研究真正的4G技術(shù)了。這種4G技術(shù)稱高級國際移動(dòng)通信（IMT-Advanced），它定義了更為先進(jìn)的LTE版本。特別要說明的是，IMT-Advanced或LTE- Advanced的移動(dòng)數(shù)據(jù)速率將超過100Mbps，固定或漫游速率可達(dá)1Gbps。顯然，達(dá)到這些指標(biāo)需要依靠更高的帶寬（》20MHz）、更大的MIMO模式和其它技術(shù)。盡管如此，人們見到這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)或其應(yīng)用還需要數(shù)年時(shí)間。

　　LTE部署問題

　　除了蜂窩系統(tǒng)由于采用全新技術(shù)而帶來高額成本外，運(yùn)營商還面臨其它一些關(guān)鍵問題，包括交換式和分組式系統(tǒng)的區(qū)別、需要更多的基站、語音服務(wù)角色以及回程鏈路不足。目前所有蜂窩系統(tǒng)都是電路交換系統(tǒng)，而LTE是基于分組的系統(tǒng)。

　　這意味著運(yùn)營商需要繼續(xù)保留原來的電路交換系統(tǒng)和設(shè)備，以便為老用戶和當(dāng)前一些用戶提供傳統(tǒng)服務(wù)。但與此同時(shí)，新的分組系統(tǒng)必須要實(shí)施，并與所有現(xiàn)有系統(tǒng)保持兼容。

　　在美國，LTE最初會(huì)使用2.1GHz和2.6GHz左右較高的蜂窩頻率。在這個(gè)頻率，蜂窩基站覆蓋范圍要比典型的800MHz或900MHz基站小得多，因此需要更多的基站，從而大大增加了成本。唯一的希望是使用一些運(yùn)營商擁有的最新700MHz分配頻段，這個(gè)頻率下的基站覆蓋范圍與當(dāng)前基站相當(dāng)，甚至稍好一些。

　　LTE是一種分組數(shù)據(jù)系統(tǒng)，設(shè)計(jì)時(shí)沒必要考慮語音服務(wù)，因此運(yùn)營商無疑會(huì)面臨如何在LTE上實(shí)現(xiàn)語音的問題。有三種系統(tǒng)可以考慮。

　　第一種是電路交換（CS）回退，讓運(yùn)營商使用現(xiàn)有的電路交換3G技術(shù)處理LTE語音。第二種是IP多媒體子系統(tǒng)（IMS），在這種情況下，網(wǎng)絡(luò)可以處理任何服務(wù)。第三種系統(tǒng)是通過LTE通用訪問傳送語音（VoLGA），此時(shí)電路交換語音在LTE網(wǎng)絡(luò)上通過隧道傳送。

　　最后，大多數(shù)蜂窩網(wǎng)絡(luò)的回程通道還不夠，特別對具有繁重3G業(yè)務(wù)的應(yīng)用而言，因此，全面部署LTE確實(shí)是一種很好的解決方法。這意味著淘汰掉數(shù)百萬條T1和T3線路，增加更快的微波回程，在可行的地方甚至采用光纖回程。