4G網(wǎng)絡(luò)發(fā)展及終端分類淺談

【摘 要】通過對LTE網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)特點進行分析，結(jié)合國內(nèi)各運營商4G網(wǎng)絡(luò)的實際情況，對目前4G時代網(wǎng)絡(luò)的特征進行闡述，對全球網(wǎng)絡(luò)發(fā)展現(xiàn)狀進行總覽，對4G終端的分類進行簡要介紹。

【關(guān)鍵詞】4G LTE 終端 TDD FDD

1.前言

2013年12月4日工信部正式向三大運營商發(fā)布4G牌照，中國移動、中國電信和中國聯(lián)通均獲得TD-LTE牌照。但在2014年8月26日的“2014互聯(lián)網(wǎng)大會”上，工信部部長苗圩表示，F(xiàn)DD-LTE與TD-LTE混合組網(wǎng)在全國的商用推廣計劃目前尚無時間表。目前，三大運營商4G網(wǎng)絡(luò)發(fā)展情況不一，中國移動TD-SCDMA過渡至TD-LTE網(wǎng)絡(luò)較為迅速，至2014年上半年已實現(xiàn)全國344城市的全面商用。

與傳統(tǒng)語音類業(yè)務(wù)略有不同，4G語音分為雙待機、CSFB及VoLTE三種解決方案。雙待機方案在2/3G網(wǎng)絡(luò)及4G LTE網(wǎng)絡(luò)均駐留，語音通話沿用原有2/3G網(wǎng)絡(luò)，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)使用4G LTE網(wǎng)絡(luò)，通過雙芯片方式彼此獨立處理，常見的終端廠商為三星、華為等。而CSFB則使用單一芯片，不在傳統(tǒng)2/3G網(wǎng)絡(luò)駐留，僅在發(fā)生通話的當(dāng)時由4G LTE網(wǎng)絡(luò)回落至2/3G網(wǎng)絡(luò)進行通話，通話結(jié)束后返回4G LTE網(wǎng)，終端方面以蘋果iPhone為代表。VoLTE方案指語音及數(shù)據(jù)均發(fā)生在LTE網(wǎng)絡(luò)，相對傳統(tǒng)語音而言，具有顛覆性的變革，現(xiàn)階段各國運營商主要處于網(wǎng)絡(luò)建設(shè)及測試階段，國內(nèi)尚無商用終端。

2.4G網(wǎng)絡(luò)特點及發(fā)展現(xiàn)狀

2.1 4G網(wǎng)絡(luò)模式分類

類似于3G網(wǎng)絡(luò)分為WCDMA、TD-SCDMA、CDMA2000的三種模式，4G網(wǎng)絡(luò)分為TD-LTE及FDD-LTE兩種模式。TDD指時分雙工，即上下行數(shù)據(jù)在同一頻段范圍內(nèi)按時間分配交錯進行；FDD指頻分雙工，即上下行數(shù)據(jù)分處不同頻段范圍內(nèi)獨立進行。TDD因為上下行數(shù)據(jù)發(fā)生在同一頻段內(nèi)，因此可以更好利用頻譜資源，更易于靈活分配；FDD因為上下行數(shù)據(jù)在不同頻段范圍獨立進行，因此數(shù)據(jù)傳輸能力更強，但是對頻譜資源提出的要求更高。相比而言，全球范圍內(nèi)FDD的1800M頻段使用率最高，共計70個國家的144個運營商使用該頻段的網(wǎng)絡(luò)。

2.2 4G網(wǎng)絡(luò)發(fā)展現(xiàn)狀

據(jù)GSA （Global mobile Suppliers Association）統(tǒng)計，截至2014年7月28日，全球111個國家的318家運營商已正式商用LTE網(wǎng)絡(luò)。預(yù)計至2014年底，該數(shù)字將超過350家。在已商用的318家運營商中，26個國家的39個運營商使用TD-LTE模式，其中26家僅使用TD-LTE，其余13家使用TDD及FDD混合組網(wǎng)方式。

圖1 LTE網(wǎng)絡(luò)發(fā)展情況

目前全球共計35個國家的66家運營商已開始建設(shè)VoLTE網(wǎng)絡(luò)（中國移動目前已在多個實驗城市部署VoLTE相關(guān)測試），其中包括香港、日本、新加坡、韓國、美國在內(nèi)的10家運營商已提供了VoLTE的正式商用。

3.終端分類簡介

3.1 雙待機終端

雙待機終端的語音業(yè)務(wù)與數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)經(jīng)由兩個不同芯片處理，因此從直觀上看，存在4G和2G兩個信號同時顯示的情況（如圖2左側(cè)所示）。

圖2 雙待機終端與CSFB類終端信號顯示對比

雙待終端具有2G的語音接續(xù)速度、4G的數(shù)據(jù)上網(wǎng)速度等優(yōu)點，但是同時具有功耗較大、雙天線干擾相對較高、終端體積較大等缺點。

3.2 CSFB類終端

CSFB（ Circuit Switched Fallback in Evolved Packet System ）為3GPP定義的電路域回落機制。用戶發(fā)起語音業(yè)務(wù)時，由4G網(wǎng)絡(luò)指示用戶回落到傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)后再發(fā)起語音呼叫。CSFB是LTE語音過渡方案，目標(biāo)方案為VoLTE，但目前終端廠商支持有限、終端尚不成熟，初期國際運營商LTE語音采用CSFB為主。

根據(jù)3GPP技術(shù)規(guī)范，CSFB語音分為三個階段：

1開機選網(wǎng)駐留：優(yōu)先駐留在LTE，即終端開機—>LTE及2G/3G電路域聯(lián)合注冊—>駐留LTE；

2呼叫請求回落：網(wǎng)絡(luò)指示終端先重選回到2/3G，由2/3G網(wǎng)絡(luò)提供語音服務(wù)；

3通話結(jié)束返回：終端完成呼叫后返回到LTE網(wǎng)絡(luò)駐留。

通過以上簡要流程可知，CSFB語音呼叫較2G網(wǎng)絡(luò)呼叫增加了步驟“2”呼叫請求回落一項?？傮w而言，接續(xù)失敗點增多，接續(xù)時延增大。

3.3 VoLTE類終端

VoLTE（Voice over LTE）不再依托于傳統(tǒng)2G網(wǎng)絡(luò)，而是將全部業(yè)務(wù)均承載于4G網(wǎng)絡(luò)，可實現(xiàn)數(shù)據(jù)與語音業(yè)務(wù)在同一網(wǎng)絡(luò)中的統(tǒng)一。4G網(wǎng)絡(luò)不僅提供高速率的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，同時還提供高質(zhì)量的音視頻通話。目前國際上共有92款VoLTE終端，國內(nèi)尚無正式商用終端。

4.結(jié)束語

隨著國家4G牌照的發(fā)放，三大運營商已將重點逐步轉(zhuǎn)移至新網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)及運營。目前全球移動通信發(fā)展勢頭迅猛，國內(nèi)通信運營商已加速了追趕的步伐。面對今后快速發(fā)展的網(wǎng)絡(luò)及終端，用戶將會有更多可供選擇的余地。

參考文獻：

【1】：Over 50 LTE networks launched this year， total is 318 in 111 countries[EB/OL]. http：//www.cn-c114.net/2503/a850219.html，2014-07-29/2014-09-01