LTE發(fā)展驅(qū)動力淺析

任君玉 文歡

【摘要】 在信息化時代中，移動通信蓬勃迅猛發(fā)展，已經(jīng)與信息技術(shù)高度融合，產(chǎn)生了ICT及移動互聯(lián)網(wǎng)等熱點(diǎn)標(biāo)簽，而LTE作為Beyond 3G 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，在移動通信從傳統(tǒng)的話音到全I(xiàn)P化、高帶寬化發(fā)展中的作用更加醒目。文章對移動通信發(fā)展的熱點(diǎn)及LTE發(fā)展的驅(qū)動力進(jìn)行分析，總結(jié)了未來移動通信的發(fā)展方向。

【關(guān)鍵詞】 移動通信 LTE 移動互聯(lián)網(wǎng) ICT

一、引言

隨著信息技術(shù)的發(fā)展，目前業(yè)界有兩大核心技術(shù)：以互聯(lián)網(wǎng)為核心的IP技術(shù)和以手機(jī)為核心的移動通信技術(shù)，目前兩大技術(shù)彼此交叉，融合滲透，產(chǎn)生了目前業(yè)界矚目的焦點(diǎn)—ICT。移動互聯(lián)網(wǎng)是目前信息化時代最具時代特征值的技術(shù)，移動互聯(lián)網(wǎng)正是通信產(chǎn)業(yè)與傳統(tǒng)的IT產(chǎn)業(yè)的交匯和融合，是信息技術(shù)IT（Information Technology）產(chǎn)業(yè)向通信技術(shù)CT（Communication Technology）產(chǎn)業(yè)的滲透。而其催生的動力來源于人們對于高數(shù)據(jù)傳輸速率日益增長的需求及智能移動終端設(shè)備的出現(xiàn)，隨著社會的發(fā)展和人們對生活品質(zhì)的追求及豐富多彩的體驗(yàn)，人們已經(jīng)越來越不滿足最傳統(tǒng)的語音通信業(yè)務(wù)，人們開始最求高質(zhì)量的移動視聽服務(wù)，高清晰度的IPTV享受，需要體驗(yàn)快捷方便的移動支付，需要進(jìn)行實(shí)時流暢的手機(jī)游戲，需要進(jìn)行高速準(zhǔn)確的移動搜索，實(shí)時的獲取各種新聞信息，人們希望在移動中進(jìn)行輕松的社交活動，需要進(jìn)行移動商務(wù)以實(shí)時的和客戶進(jìn)行溝通……這些都成為推動移動通信技術(shù)迅速發(fā)展的的驅(qū)動力。

目前，移動互聯(lián)網(wǎng)用戶的數(shù)量正在以史無前例的速度增長。據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前全球移動上網(wǎng)的用戶已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了固定網(wǎng)絡(luò)上網(wǎng)的用戶；移動話音通信的用戶已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了固定電話通信的用戶；移動數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)收入已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了移動話音業(yè)務(wù)收入；手機(jī)用戶保有量已經(jīng)超過PC和TV用戶的保有量，移動互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)正在開辟信息技術(shù)時代的新天地。

二、LTE是需求與競爭的產(chǎn)物

全世界在80年代初開始了以模擬通信為特征的1G蜂窩移動通信的建設(shè)，最具典型的是1983年美國的AMPS系統(tǒng)及1985年歐洲的TACS系統(tǒng)，載頻帶寬為25K～30KHZ，由于是模擬通信技術(shù)，不能進(jìn)行各種加密、編碼和數(shù)字信號處理技術(shù)，所以通信安全性差，信號極易被竊聽。80年代末90年代初全世界開始了以數(shù)字通信為特征的2G移動通信的建設(shè)，最具典型的是GSM及由美國高通公司提出的IS-95 CDMA移動通信系統(tǒng)，其中GSM的載頻帶寬為200KHZ，IS-95 CDMA的載頻帶寬為1.25MHZ，2G移動通信頻譜利用率比1G大大提高，系統(tǒng)容量大大提高。1996年，3GPP/3GPP2開始了3G移動通信標(biāo)準(zhǔn)的制定工作，到1998年全世界形成了三個國際性的3G標(biāo)準(zhǔn)，WCDMA、CDMA2000、TD-SCDMA標(biāo)準(zhǔn)，3G以支持高速數(shù)據(jù)傳輸及多媒體業(yè)務(wù)為特征，也即指首批用于寬帶數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的移動通信，最初的標(biāo)準(zhǔn)5MHZ的帶寬下可以達(dá)到室內(nèi)環(huán)境至少2Mbps的數(shù)據(jù)率，后期到了3.5G又進(jìn)行了增強(qiáng)，進(jìn)一步提高了數(shù)據(jù)傳輸速率。3G的前三個標(biāo)準(zhǔn)全采用了CDMA的多址方式，已經(jīng)被證實(shí)比1G的TDMA及2G的TDMA具有更高的系統(tǒng)容量。為什么稱3G的前三個標(biāo)準(zhǔn)，原因在于幾年后又有一個標(biāo)準(zhǔn)也被ITU承認(rèn)作為一個3G的正式標(biāo)準(zhǔn)，所以，嚴(yán)格的講，3G應(yīng)該是有4個國際化的標(biāo)準(zhǔn)。2007年10月，移動寬帶接入的強(qiáng)有力競爭對手WiMAX被ITU批準(zhǔn)正式成為3G的一個標(biāo)準(zhǔn)，采用了OFDM、MIMO等更新的技術(shù)，支持更高的數(shù)據(jù)傳輸速率（20MHZ帶寬下可以達(dá)到75Mbps）。為了應(yīng)對WiMAX的競爭壓力，3GPP/3GPP2全面啟動了新一代3G技術(shù)的研究，3GPP于2008年12月發(fā)布了3GPP R8即 LTE（Long Term Evolution），其主要的目標(biāo)是明顯提高數(shù)據(jù)傳輸速率：達(dá)到在20MHz帶寬內(nèi)達(dá)到下行100Mbit/s 的峰值速率（即 5bit/s/Hz的頻譜效率）及50Mbit/s的上行峰值速率 （即 2.5 bit/s/Hz的頻譜效率）。

LTE和WiMax都采用了相同的關(guān)鍵技術(shù)，包括OFDM及MIMO。LTE的產(chǎn)生最根本的驅(qū)動力總結(jié)起來有三：一，基于人們?nèi)找嬖鲩L的高數(shù)據(jù)率要求的移動互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的蓬勃發(fā)展；二、以蘋果Iphone為代表的智能移動終端設(shè)備的出現(xiàn)及大量普及；三、WiMAX的異軍突起和強(qiáng)大競爭壓力。LTE通常被認(rèn)為是4G，但業(yè)界認(rèn)為LTE實(shí)際上還不是真正的4G，確切的稱呼是3.9G， 2011年發(fā)布的3GPP R10即LTE-Advanced（IMT- Advanced）算是真正的4G演進(jìn)步驟，“IMT-Advanced”是超3G新部分，即支持100Mbps以上速率的蜂窩系統(tǒng)和支持高達(dá)1Gbps以上速率的游牧/本地?zé)o線接入系統(tǒng)等。中國由于在3G時代提出了TDD模式的TDSCDMA標(biāo)準(zhǔn)，因此在LTE及4G演進(jìn)中也主導(dǎo)了TD-LTE和TD-LTE-Advanced技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。一起成為4G候選的還有WiMAX的802.16m標(biāo)準(zhǔn)。

究竟什么是4G呢？且看一組數(shù)據(jù)：傳一部高清晰度電影（時長大約1小時），用3G（384kbps）傳大約需要3天，用3G增強(qiáng)型即3.5G（14Mbps）傳大約需要8小時，用LTE（100Mbps）大約需要17分鐘，用4G（1Gbps）大約需要2分鐘。

可以看出，更高數(shù)據(jù)比特率的傳輸是移動通信發(fā)展過程尤其是繼3G以來最清楚的發(fā)展脈絡(luò)，而這其中更深層次的原因，是基于移動互聯(lián)網(wǎng)時代人們對更豐富多彩的多媒體新業(yè)務(wù)的需求，而移動通信基于這樣的需求需要不斷地進(jìn)行新的技術(shù)突破；隨著移動網(wǎng)絡(luò)用戶數(shù)的劇增，需要不斷的提高系統(tǒng)容量，以解決不斷增加的用戶數(shù)與有限的頻譜資源之間的矛盾，尤其是當(dāng)?shù)囟晤l譜資源已經(jīng)消耗殆盡，必須采用更高頻段（微波頻段）的時候，更高技術(shù)的壁壘需要克服，移動通信的發(fā)展不斷促使更高容量的多址技術(shù)、更高效的高階調(diào)制技術(shù)、更有效的信道編碼及均衡、接收等抗衰落等等技術(shù)不斷推陳出新……

三、結(jié)語

如果說從1G到3G，移動通信的特征是“個人化、移動化、公眾化、小型化”這四化；那么，從3G開始普及，4G投入大規(guī)模商用以后，移動通信將完成“寬帶化、多媒體化、IP化、多層接入化”這新的四化，而LTE在這個新四化的發(fā)展演進(jìn)過程中的位置更加醒目。

參 考 文 獻(xiàn)

[1] Erik Dahlman Stefan Parkvall Johan Skold 著，堵久輝 繆慶育 譯.4G移動通信技術(shù)權(quán)威指南[M].北京：人民郵電出版社，2012.5.

[2] Arunabha Ghosh Jun Zhang Jeffrey G.Andrews Rias Muhamed著，李莉 孫成功 王向云 譯.LTE權(quán)威指南[M]. 北京：人民郵電出版社，2012.5.

[3] 梁曉濤 汪文斌.移動互聯(lián)網(wǎng)[M].武漢：武漢大學(xué)出版社，2013.3.