手机网络模式的4G

*移动电话行动通信标准，指的是*移动通信技术，外语缩写：4G。该技术包括TD-LTE和FDD-LTE两种制式（严格意义上来讲，LTE只是3.9G，尽管被宣传为4G无线标准，但它其实并未被3GPP认可为国际电信联盟所描述的下一代无线通讯标准IMT-Advanced，因此在严格意义上其还未达到4G的标准。只有升级版 的LTE Advanced才满足国际电信联盟对4G的要求）。4G是集3G与WLAN于一体，并能够快速传输数据、高质量、音频、视频和图像等。4G能够以100Mbps以上的速度下载，比一般的家用宽带ADSL（4兆）快25倍，并能够满足几乎所有用户对于无线服务的要求。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。 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。根据4G牌照发布的规定，国内三家运营商中国移动、中国电信和中国联通，都拿到了TD-LTE制式的4G牌照。[2]
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+-->FDD-LTE长期演进
GSM：9K -->GPRS:42K--> EDGE:172K -->WCDMA：364k -->HSDPA/HSUPA:14.4M -->HSDPA+/HSUPA+:42M -->FDD-LTE:300M
由于WCDMA网络的升级版HSPA和HSPA+均能够演化到FDD-LTE这一状态，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。TD-LTE与TD-SCDMA实际上没有关系不能直接向TD-LTE演进。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终端设备当前有耗电太大和价格昂贵的缺点，按照摩尔定律测算，估计至少还要6年后，才能达到当前3G终端的量产成本。 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*，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。 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，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，严格地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、英特尔、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。
Wimax当前全球使用用户大约800万，其中60%在美国。Wimax其实是最早的4G通信标准，大约出现于2000年。 WirelessMAN-Advanced：WirelessMAN- Advanced事实上就是WiMax的升级版，即IEEE 802.16m标准，802.16系列标准在IEEE正式称为WirelessMAN ，而WirelessMAN-Advanced即为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；
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。 2012年1月18日下午5时，国际电信联盟在2012年无线电通信全会全体会议上，正式审议通过将LTE-Advanced和WirelessMAN-Advanced(802.16m)技术规范确立为IMT-Advanced(俗称“4G”)国际标准，中国主导制定的TD-LTE-Advanced和FDD-LTE-Advance同时并列成为4G国际标准。
4G国际标准工作历时三年。从2009年初开始，ITU在全世界范围内征集IMT-Advanced候选技术。2009年10月，ITU共计征集到了六个候选技术，分别来自北美标准化组织IEEE的802.16m、日本3GPP的FDD-LTE-Advance、韩国（基于802.16m）和中国（TD-LTE-Advanced）、欧洲标准化组织3GPP（FDD-LTE-Advance）。
4G国际标准公布有两项标准分别是LTE-Advance和IEEE，一类是LTE-Advance的FDD部分和中国提交的TD-LTE-Advanced的TDD部分，总基于3GPP的LTE-Advance。另外一类是基于IEEE 802.16m的技术。
ITU在收到候选技术以后，组织世界各国和国际组织进行了技术评估。在2010年10月份，在中国重庆，ITU-R下属的WP5D工作组最终确定了IMT-Advanced的两大关键技术，即LTE-Advanced和802.16m。中国提交的候选技术作为LTE-Advanced的一个组成部分，也包含在其中。在确定了关键技术以后，WP5D工作组继续完成了电联建议的编写工作，以及各个标准化组织的确认工作。此后WP5D将文件提交上一级机构审核，SG5审核通过以后，再提交给全会讨论通过。
在此次会议上，TD-LTE正式被确定为4G国际标准，也标志着中国在移动通信标准制定领域再次走到了世界前列，为TD-LTE产业的后续发展及国际化提供了重要基础。
日本软银、沙特阿拉伯STC、mobily、巴西sky Brazil、波兰Aero2等众多国际运营商已经开始商用或者预商用TD-LTE网络。印度Augere预计2012年2月开始预商用。审议通过后，将有利于TD-LTE技术进一步在全球推广。同时，国际主流的电信设备制造商基本全部支持TD-LTE，而在芯片领域，TD-LTE已吸引17家厂商加入，其中不乏高通等国际芯片市场的领导者。 支持LTE/3G多模多频是LTE终端的明确发展方向，也是国内运营商的发展思路。目前国内某些运营商已经公开表示将建设TDD/FDD融合组网，这对多模多频也提出了很高要求。[14]中国移动也多次强调，TDD/FDD混合组网、支持5模10频、5模12频及Band 41是中国移动发展LTE智能终端的重点。[15]
关于多模多频，业界普遍认为频段不统一是当今全球LTE终端设计的最大障碍——当前，全球2G、3G 和4G LTE网络频段的多样性对移动终端开发构成了挑战。全球2G和3G技术各采用4到5个不同的频段，加上4G LTE，网络频段的总量将近40个。要支持多模多频，首先就需要终端集成能同时支持多种制式和频段的芯片。 从4G芯片的发展来看，4G芯片应该具备高度集成、多模多频、强大的数据与多媒体处理能力。全球4G手机大多数采用高通的芯片。博通、Marvell、英特尔、联发科、联芯科技、创毅视讯、展迅、海思等芯片厂商也有4G基带芯片产品推出，主要运用于MIFI、CPE等数据终端中。
在2013年8月初最新公布的中国移动2013年度TD-LTE终端采购的芯片使用上，采用高通芯片的比例超过60%，甚至有的预期称可能会占到中国移动2013年所有采购的4G终端产品的70%左右。
高通的LTE芯片强调高集成度和多模多频支持，高通所有LTE芯片组均同时支持LTETDD和LTE FDD，而在LTE/3G多模方面，以第三代调制解调器Gobi MDM9x25为例，支持LTERel10、HSPA+ Rel10、1x/DO、TD-SCDMA、GSM/EDGE；此外强调“高集成”和“单芯片”的骁龙800系列处理器也集成了Gobi 9x25调制解调方案。而目前有超过150款采用高通第三代调制解调方案的智能终端正在研发中。 此外，2013年年初推出的RF360前端解决方案还首次实现单个终端支持所有LTE制式和频段的设计，支持七种网络制式(FDD、TD-LTE、WCDMA、EV-DO、CDMA1x、TD-SCDMA和GSM/EDGE)。

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