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带你读《果壳中的5G:新网络时代的技术内涵与商业思维》第一章从 0 到 5 的演化与逻辑1.5(一)

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标准之争终得百川汇海,第四代移动通信全球归一                                                                                         

3G   时代发展的后期,移动通信网络需要面向数据传输服务的需求越来越清晰。ITU发展下一代网络通信技术最核心的目标获得了广泛的共识。面对 3G时代所形成各种4G候选技术,ITU决定进行统一规划,启动了一个名为 True4G的规划工作。这其中主要的候选技术包括 3GPP在Release8版本中所描述的基于UMTS的 LTE技术演进路线(LongTermEvolution)、3GPP2官宣的 UMB技术演进路线, 以及 IEEE的WiMAX2.0 三大候选技术。


其中,UMB技术是 3GPP2在2006年基于 cdma20001X-EVDO所提出的技术演进路线。UMB技术路线虽然消除了其前身使用CDMA技术过程中的许多缺点,但由于美国高通公司对于 UMB的知识产权几乎是垄断性的,这使得UMB通信标准始终也没能取得大规模的生态支持。事实上, 全球范围内没有一家运营商宣布采用 UMB作为其 4G网络建设技术的规划。而且,由于CDMA技术本身的限制,UMB又不得不采用一些LTE的技术内容来完善自身的能力。UMB   技术越往后发展,其所采用的   LTE 技术内容也越多,这使得 UMB 作为一个单独技术标准存在的意义越来越小。终于,在 2008年11月,作为 UMB 技术标准的主要推动者,美国高通公司不得不宣布中止一切有关 UMB技术的继续研发,UMB因此成了首先退出 True4G竞争的技术标准。


UMB技术退出不久,WiMAX技术也由于前文已经谈到的原因退出了 4G标准的竞争,LTE当仁不让地成了 True4G 通信技术的唯一标准,它也成为通信历史上第一个被全球运营商一致采用的技术标准,全球通信标准的大统一因为 LTE 的最终胜利而实现。这对于通信发展的历史而言是一个伟大的里程碑,因为,通信网络的基本构建形式就在于连接。连接的标准越统一,构建连接的成本也就越小,而基于连接的效益也就越高。


LTE是 LongTermEvolution首 字 母 的 缩 写, 它 本 来 是 3GPP Release8版本中一个研究工作组的研究课题。该课题本是探讨 UTMS术如何进行长期技术演进的。其实,3GPP刚推出 LTE的概念时,LTE并不能满足 ITU所定义的 4G技术的所有标准,所以,LTE在当时实际被称为 3.95G技术。但由于 LTE不仅涉及了无线接入技术,还全面涵盖了核心交换网络的未来设计思路,以及诸多应用场景的实现思路。因此,它得到了全球运营商的普遍关注,LTE技术也成了 True4G中最完善的技术标准。而且,相比而言,LTE技术有一个巨大的优势就是其对于GSM、UMTS、cdma2000等技术标准完全兼容,它甚至对于 2G通信技术也能实现网络建设上的兼容,这意味着运营商如果采用 LTE技术升级原网络到4G网络将会节省大量的投资。

成本低就是硬道理!2004年,日本 NTTDoCoMo首次提议将 LTE作为全球通信技术的统一标准。这一提议一经提出立刻得到了大多数行业参与者的积极响应。2007年 5月,一个旨在促进供应商和运营商之间进行 LTE试验的全球协作组织——LSTI联盟(LTE/SAETrialInitiativeAlliance)成立。LTE   标准的发展也因此得到了一个全球性实践平台。在仅仅两年之后的 2009年,欧洲的电信运营商  TeliaSonera 就在挪威推出了全球第一个使用LTE 技术的USB 调制解调器服务。其后,全球主要的CDMA运营商,如美国的 Verizon、Sprint、MetroPCS,加拿大的贝尔和 Telus,日本的 KDDI,韩国的 SKTelecom以及中国的中国电信、中国联通等都陆续宣布了他们将网络迁移到 LTE的计划。

生态的推动力量是巨大的, 为了全面满足 ITU对于 4G标准的要求,2011年,LTE又进一步发布了升级版本LTE-Advanced。到 LTE-Advanced技术标准的正式发布时,LTE的设计能力已经可以支撑下行300Mbit/s、上行 75Mbit/s的传输速率,还可以支持低于 5ms的网络时延以及 350km/h的移动通信能力,并支持单播、多播、广播等多种通信机制,全面满足了日常生活中的各种数据通信需求。2015年,3GPP发布了LTE-Advanced     PRO,所有移动通信技术的发展被统一到了同一个轨道,直至今日LTE的技术发展仍在演进之中。                                                                                                                                                          LTE技术其实内含两个技术标准:一个称为LTE时分双工技术(LTETime-DivisionDuplex),也简称LTE-TDDTD-LTE;另一个标LTE频分双工技术(LTEFrequency-DivisionDuplex,也简称为LTE-FDD或 FD-LTE。                                                                                                                                                                                                                                                                                      


LTE-TDD技术和 LTE-FDD 技术的主要差异在于上下行数据在传输时的分割方式不同。LTE-FDD技术用一对不同的频率分别用于上下行的数据传输,因此,它被称为频分双工技术,这样的双工方法使得上下行的信道更加稳定和可靠。而LTE-TDD的上下行数据则使用同一个频率,按照不同时隙来分割上下行的数据传输。由于LTE-TDD的上下行数据用时隙隔离,因此其在上下行频率带宽的分配上更加灵活一些。LTE的两种信道分割形式见图 1-43。

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图1-43  LTE 的两种信道分割形式

 

从性能角度看,LTE-TDD在高频段表现更好一些,而LTE-FDD在低频段表现更好一些,两种标准各有千秋。尽管LTE-TDDLTE-FDD有一些技术差异,但它们所采用的绝大部分核心技术是完全一致的,所以大多数的 LTE网络和终端设备都可以同时支持这两种协议模式,因此它们在实践中可以被视为是同一种技术标准。


  LTE    除了在无线通信协议层面进行了数据通信的优化之外,为了能够 满足未来网络面向数据通信的核心需求,LTE     技术标准还引入了另外一个更加重大的变革性动作,它将网络架构进行了重新设计并将其简化成为完全基于 IP 的通信系统,这是一次革命性的网络架构改变。3GPP甚至将其与 LTE 无线接入网标准统一的重要性等同,这就是LTE技术协议中的通信系统架构演进(SystemArchitectureEvolution,SAE)。


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