3G到4G的纽带―LTE现状及前景浅析
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【摘要】在移动通信快速发展的今天，LTE(long term evolution)作为3g向4g演进的主流标准而备受关注。对此，本文从移动通信的发展历程出发，对LTE的技术特征、发展现状和未来前景进行了相关分析。最后，特别介绍了中国的TD-LTE，并指出了TD-LTE所面临的机遇和挑战。
【关键词】移动通信;LTE;3G;4G;TD-LTE
0.引言
2010年世博会，中国移动在中国馆、世博中心等几个重要场馆进行了TD-LTE的网络覆盖；而前不久，中国移动进一步宣称，将在上海、广州等7个城市开始TD-LTE的规模性试点，推动移动通信向4G时代迈进。不过，相信对于很多公众而言，LTE还是晦涩的，似乎3G还是个“小荷才露尖尖角”的新鲜事物，其网络部署还远远没有成熟，很多人还纠结于3G的高掉话率和局促的网络覆盖上，而转眼间LTE和4G的概念又炒得火热，难道移动通信真的马上就要超越3G，大踏步进入4G时代？
1.2G、3G到4G――移动通信发展简介
2G、3G、4G分别是第二代、第三代和第四代移动通信的简称。其中，2G实现了移动通信从模拟通信到数字通信的飞跃；3G与前两代移动通信的区别则在于提升了处理语音和数据的速率，能够处理图像、音乐、视频流等多种媒体形式，并可提供包括电话会议、电子商务等在内的多种信息服务。目前3G有三种国际标准WCDMA、CDMA2000以及中国的TD-SCDMA，这三种标准均基于CDMA（码分多址）技术，该技术由于被美国高通公司垄断，故需提交巨额的专利费。3G网络为了保证与2G网络的兼容性，其网络体系和架构依然与2G时代基本相同，依然采用传统的电路交换技术，这与移动互联网采用基于ip的分组交换不同，因而其数据传输速率不能很好地满足移动互联网的需求。与之相比，4G的突出优势在于通话质量以及数据通信速度，具有通信速率更快、网络频谱更宽、智能性能更高等特点。4G最大的数据传输速率超过100Mbit/s，这个速率是移动电话数据传输速率的1万倍，3G移动电话速率的50倍。4G手机还可以提供高性能的汇流媒体内容，并通过ID应用程序成为个人身份鉴定设备，同时可以接受高分辨率的电影和电视节目。所以，如果说2G、3G通信让人们沟通变得方便的话，那么未来的4G通信却给了人们真正的沟通自由，并将对人们的生活方式乃至社会形态产生重要影响。
LTE中文译名“长期演进计划”，它并非人们普遍误解的4G，而是3G和4G之间的过渡，无限接近4G，又称3.9G或准4G。LTE是为了满足用户需求和应对宽带接入技术的挑战，同时也为了避开高通公司在CDMA方面的专利授权问题，由3G标准化组织3GPP在2004年底提出的，可以说是3G的演进版。
在技术方面，LTE的关键技术是OFDM（正交频分复用）和MIMO（智能天线技术）。LTE希望解决以下几个问题：填补第三代移动通信和第四代移动通信之间的巨大技术差距；使用已分配给第三代移动通信的频谱资源，解决第三代移动通信系统存在的专利过分集中的问题。尤其需指出的是，LTE的目的并非一味提高数据传输速率，而是将目前臃肿复杂的移动通信网络向简洁高效的基于全IP分组技术的互联网靠拢，打造高效率的无线宽带接入网，提高信号覆盖率和频谱利用率，为4G建设扫清道路。
在市场方面，LTE已经逐步在竞争对手中脱颖而出，成为3G到4G演进时代的主流标准。最初，在3G在全球范围内还处于刚开始部署时，国际上对其后续技术的研发已经争先恐后的进行了，业内公认的演进技术主要有三条：一是WCDMA和TD-CDMA演进到LTE，二是CDMA-2000最终演进到UMB，三是802.16的WIMAX路线。其中，UMB由于全球CDMA的投资萎缩（主要由于高通公司的高额专利授权费），已经面临无人运营的状况，基本上已经全面退出。而WIMAX则与LTE不同，它并非基于原有3G技术的演进，而是一个基于宽带无线网络的全新技术，这种情况下，运营商更愿意选择相对成熟和已经产业化的3G网络。因此，与前两种标准相比，LTE可谓“风景这边独好”，已经拥有了主流运营商的支持，在这个运营商取代设备商成为技术发展风向标的时代，运营商的青睐无疑指明了LTE美好的发展前景。未来，将会有更多的移动运营商选择LTE，从而促使更多设备商积极投入LTE研发，从而最终形成一个良性运转的产业链。
3.中国的标准―TD-LTE
LTE按照双工方式（双向传输）定义了两种技术方向：LTE FDD和LTE TDD，前者采用频分双工机制，即采用对称的频率划分上行和下行信道；后者为时分双工制，即将信道划分为不同的时隙来区分上行和下行。中国的TD-LTE作为TD-CDMA的长期演进计划，已经作为LTE TDD的标注规范被3GPP采纳，成为了国际标准。TD-LTE的技术优势体现在速率、时延和频谱利用率等多个领域，能使得运营商能够在有限的频谱带宽资源上具备更强大的业务提供能力，而这正是全球移动通信产业孜孜以求的目标所在；但同时TD-LTE也存在着频段不统一，定时要求高度精确等不足。在中国政府的鼎力支持下，目前,TD-LTE的发展势头强劲。首先是中国移动率先完成TD-LTE的场外测试，在世博会上揭开了TD-LTE的神秘面纱，除了在中国馆、信息通信馆、世博中心等几个重要场馆实现了TD-LTE的网络覆盖外，同时建设了一个TD-LTE宏网络，完全覆盖世博园区和穿园而过的黄埔江面；不久之前，工信部又批准了在北京、上海、杭州、南京、广州、深圳、厦门7个城市组织开展TD-LTE规模技术试验，这对TD-LTE产业链的建立，无疑具有重大意义。
4.结束语
目前，全球的移动通信技术发展已经进入新一轮的“跑马圈地”中。对中国来说，TD-LTE作为一个中国主导的并具有“国际化”特征的标准，是民族通信产业一个腾飞的机会，如果说在过去的移动通信时代，中国起步较晚，那么相信在lTE时代，中国的TD―LTE会有新的机会来迎头赶上。在4G标准选择的几大阵营的较量中，中国政府更应科学规划，赢得先机；相关院校和研究机构要增加投入，加大研发力度；同时，运营商、设备商也应积极参与，合作共赢。通过几方共同努力，力争在4G时代为中国赢得更多的话语权，提升国际竞争力。■
【参考文献】
［１］沈嘉.3GPP物理层标准的最新发展［J］.移动通信.2007（12）:45-49.
［２］胡海宁,林奇兵.下一代无线网络LTE介绍［J］.电信技术. 2006（7）:49-51.