3G、WiMAX、LTE等宽带无线技术的比较

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在以ITU和3GPP/3GPP2引领的蜂窝移动通信从3G到E3G，再走向B3G/4G的演进道路上，3G、WiMAX、WIFI等各种无线技术竞争中互相借鉴和学习，技术不断完善，网络安全性实用性不断增强。
    丰富的市场终端支持：支持Wi-Fi、WIMAX的无线网络的笔记本电脑，手机终端，移动MP3，移动电视等，整个产业链已逐渐成熟。
    无线宽带接入技术
    WiMAX（WorldwideInteroperabilityforMi-crowaveAccess）即全球微波接入互操作性。WiMAX的另一个名字是802.16。
    Wi-Fi(WirelessFidelity)即无线保真，目前主流可使用的标准有IEEE802.11a、802.11b、802.11g和802.11n。
    3G（3rdGeneration）第三代移动通信，目前主要分为TD-SCDMA、WCDMA、CDMA2000三种。
    LTE（LongTermEvolution）长期演进。LTE也被通俗的称为3.9G，被视作从3G向4G演进的主流技术。
    3G技术概述
    3G是英文3rdGeneration的缩写，指第三代移动通信技术。
    国际电信联盟(ITU)在2000年5月确定W-CDMA、CDMA2000和TD-SCDMA三大主流无线接口标准，写入3G技术指导性文件《2000年国际移动通讯计划》(简称IMT-2000)。
    为了提供3G服务，无线网络必须能够支持不同的数据传输速度，也就是说在室内、室外和行车的环境中能够分别支持至少2Mbps(兆字节／每秒)、384kbps(千字节／每秒)以及144kbps的传输速度。
    3G标准组织主要由3GPP、3GPP2组成，以CDMA码分多址技术为核心。其中TD-SCDMA、WCDMA由3GPP负责具体标准化工作；而CDMA2000由3GPP2负责具体标准化工作。
    3G各主流技术-CDMA2000
    CDMA2000是由IS-95A/B标准演进而来的第三代移动通信标准，由3GPP2负责具体标准化工作。
    目前CDMA2000有由3GPP2制定的Release0、A、B、C和D五个支持CDMA20001X及其增强型技术的版本，以及由EIA/TIA发布的支持CDMA20001XEV-DO的IS-856和IS-856A标准。
    CDMA20001xEV-DO定位于Internet的无线延伸，能以较少的网络和频谱资源（在1.25MHz标准载波中）支持平均速率为：
    静止或慢速移动：1.03Mbps（无分集）和1.4Mbps（分集接收）
    中高速移动：700Kbps（无分集）和1.03Mbps（分集接收）
    其峰值速率可达2.4Mbps，而且在IS-856版本A中可支持高达3.1M的峰值速率。
    3G各主流技术-WCDMA
    WCDMA是一种由3GPP具体制定的，基于GSMMAP核心网，UTRAN（UMTS陆地无线接入网）为无线接口的第三代移动通信系统。目前WCDMA有Release99、Release4、Release5、Release6等版本。
    WCDMA采用直接序列扩频码分多址（DS-CDMA）、频分双工（FDD）方式，码片速率为3.84Mcps，载波带宽为5MHz。基于Release99/Release4版本，可在5MHz的带宽内，提供最高384kbps的用户数据传输速率。
    在Release5版本引入了下行链路增强技术，即HSDPA（HighSpeedDownlinkPacketAccess，高速下行分组接入）技术，在5MHz的带宽内可提供最高14.4Mbps的下行数据传输速率。
    在Release6版本引入了上行链路增强技术，即HSUPA（HighSpeedUplinkPacketAccess，高速上行分组接入）技术，在5MHz的带宽内可提供最高约6Mbps的上行数据传输速率。
    3G各主流技术-TD-SCDMA
    TD-SCDMA(TimeDivision-SynchronizationCodeDivisionMultipleAccess)的中文含义为时分同步码分多址接入。TD-SCDMA从2001年3月开始，正式写入3GPP的Release4版本。目前TD-SCDMA已有Release4、Release5、Release6等版本。
    TD-SCDMA采用不需成对频率的TDD双工模式以及FDMA/TDMA/CDMA相结合的多址接入方式，使用1.28Mcps的低码片速率，扩频带宽为1.6MHz。
    基于Release4版本，TD-SCDMA可在1.6MHz的带宽内，提供最高384kbps的用户数据传输速率。
    TD-SCDMA在Release5版本引入了HSDPA技术，在1.6MHz带宽上理论峰值速率可达到2.8Mbps。
    3G各主流技术的比较
    3G三大技术体制主要的区别是空中接口的不同，也即无线传输技术的不同。

项目	WCDMA	CDMA2000	TD-SCDMA
核心网	基于 GSM-MAP	基于 ANSI-41	基于 GSM-MAP
双工方式	FDD	FDD	TDD
双向信道带宽（ MHz ）	10	2.5	1.6
码片速率（ Mcps ）	3.84	1.2288	1.28
帧长（ ms ）	10ms	可变	10ms （分两个 5ms 子帧）
基站同步	异步（同步可选）	同步	同步
功率控制（ Hz ）	开环＋快速闭环 1500	开环＋快速闭环 800	开环＋慢速闭环 200

    3G主流技术的优势
    漫游能力：良好的全球漫游能力。目前全球大部分国家已经开通3G网络，其中80%运营商选择WCDMA和20%运营商选择CDMA2000。良好的全球漫游能力有利于与其他运营商的合作和吸引高端用户
    安全性：3G采用了很多种加密技术，保证通话和数据的安全，不管是话音还是数据都具备很强的保密性，通过多层的协议控制，数据在网络中可以非常安全的传输。
    技术成熟度；3G于1996年提出标准，2000年完成包括上层协议在内的完整标准的制订工作。3G网络部署已具备相当的实践经验，有一成套建网的理论，包括对网络的链路预算，传播模型预算，以及计算机仿真等。
    商业模式：商业运作模式成熟，3G网络得到众多设备商、终端制造商、内容提供商支持，具备一个非常全的产业链。
    3G网络发展存在问题
    资金投入大覆盖范围有限。
    大规模的3G网络建设需要耗费巨资，而国外运营商由于种种原因没有投入足够的资金进行全覆盖的网络建设。
    3G技术标准的版本仍不断演进，由于害怕与以后新的标准在漫游和兼容性等方面出现问题，各大运营商仍在综合评估以现有技术进行网络建设的合理规模。
    缺乏重量级应用，市场需求并不明朗
    在3G业务对用户没有足够吸引力的情况下，用户更不愿意花高价购买3G终端，因此终端的补贴也成为各运营商的主要市场策略之一。除此之外，市场上可供用户选择的3G终端仍十分有限，而前景较好的3G类业务如视频电话、网络游戏等对终端的要求都很高，3G终端的完备性目前仍无法充分满足这些要求。
    不过，从3G投入运营以来的过程我们可以清楚地看到，全球范围内3G市场环境及相关产业链一直在不断完善，各种制约因素的影响也在逐渐变小，3G发展的环境总体来说得到了相当的改善。
WiMAX技术概述
    WiMAX全称WorldInteroperabilityforMicrowaveAccess(全球微波接入互操作性)是一项基于IEEE802.16标准的宽带无线接入城域网技术，是针对微波和毫米波频段提出的一种空中接口标准。
    WiMAX系统主要有两个技术标准，一个是指满足固定宽带无线接入的WiMAX802．16d标准，另一个是满足固定和移动的宽带无线接入技术WiMAX802．16e标准。
    作为线缆和xDSL的无线扩展技术，802.16a规范于2003年1月29日被IEEE通过。这是一种全新的宽带FWA技术，是为解决宽带接入"最后一公里"的问题而设计的。在亚洲，目前xDSL是WiMAX在最后一公里接入市场主要的竞争对手，因此，通常也将WiMAX称为无线DSL。
    WiMAX技术优势
    实现更远的传输距离：WiMAX所能实现的50km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，这样就使得无线网络应用的范围大大扩展。
    提供更高速的宽带接入。据悉，WiMAX所能提供的最高接入速度是70Mbit/s，这个速度是3G所能提供的宽带速度的30倍。
    提供优良的最后一公里网络接入服务。作为一种无线城域网技术，它可以将Wi-Fi连接到互联网，也可作为DSL等有线接入方式的无线扩展，实现最后一公里的宽带接入。用户无需线缆即可与基站建立宽带连接。
    提供多媒体通信服务。由于WiMAX较Wi-Fi具有更好的可扩展性和安全性，从而能够实现电信级的多媒体通信服务。
    WiMAX市场定位和发展瓶颈
    802.16e的定位——按照802.16e设定的目标，它是一种移动的宽带无线接入技术，可以实现用户在车速移动状态下的宽带接入并接入IP核心网，主要面向用户提供宽带数据业务，也可以提供语音业务。工作在2～6GHz，基站覆盖范围一般为几公里，可采用FDD或FDD工作方式，核心技术为OFDM和OFDMA，用户群主要为个人用户。WiMAX理想的市场定位应该是高速数据在固定、便携和低速移动中的应用。
    从技术的定位上讲，WiMAX更适合用于城域网建设的“最后一公里”无线接入部分，尤其是对于新兴的运营商更为合适。WiMAX技术分为固定和移动两部分，因此运营商在市场定位上会面临选择：如果选择提供固定宽带接入，那么市场规模会比较有限；如果立足于移动业务，在运营模式、终端支持、组网方式方面都存在很多挑战，同时也将面临来自3G、E3G技术的竞争。
    制约802.16发展的几个方面
    标准制定方面：802.16e标准化工作正在进行，除空中接口标准尚未完成以外，802.16还存在一个问题就是缺乏网络规范、标准体系不完善。802.16仅仅规范了基站和移动台之间的空中接口，没有规定基站和基站之间，基站和网络侧的协议。在切换、移动性管理（寻呼）和终端状态管理（激活和休眠的转换）等与蜂窝组网有关的方面，还不够成熟，需要进一步完善。
    频率问题：目前已经认可的是3.4～3.8GHz许可证频率（ETSI，国际MMDS）和5.725～5.85GHz免许可证频率。很多国家允许使用更高的频率，将其当作5GHz免许可证频段的一部分，但由于其穿透力差，使用这些频率的WiMAX系统不可能和LTE竞争。
Wi-Fi技术概述
    WLAN标准主要包括802.11b、802.11a和802.11g等。目前，WLAN的推广和认证工作主要由产业标准组织WiFi（WirelessFidelity,无线保真）联盟完成，所以WLAN技术常常被称之为WiFi。
    802.11b采用2.4GHz的频段，可支持11Mbps的共享接入速率；802.11a采用5GHz的频段，其速率高达54Mbps，采用OFDM（正交频分复用）技术，但无障碍的接入距离降到30－50米。
    802.11b采用2.4GHz的频段，可支持11Mbps的共享接入速率，覆盖范围100米。
    802.11g其实是一种混合标准，既能适应802.11b标准，又符合802.11a标准，其速率高达54Mbps，它比802.11b速率快5倍，并和802.11b兼容。
    正在等待批准的IEEE802.11n，其速率高达300Mbps，目前部分厂商已经投入市场应用。
    Wi-Fi技术优势
    Wi-Fi是由AP(AccessPoint)和无线网卡组成的无线局域网络。组网简单，可以不受布线条件的限制，因此非常适合移动办公用户的需要。
    应用灵活：能灵活胜任只有几个用户的小型网络到上千用户的大型网络。
    丰富的终端支持，经济节约，厂商进入该领域的门槛比较低。WIFI组网的成本低廉。
    提供漫游服务：能提供有线网络无法提供的漫游特性，方便用户使用。
    Wi-Fi市场定位和发展瓶颈
    Wi-Fi的定位——Wi-Fi是一种局域网技术，主要用于解决“最后100m”的接入问题。从其与有线宽带网络的关系来看，Wi-Fi利用其技术优势能够作为网络延伸手段进一步扩大有线接入网络的覆盖面积及扩展移动通信网络的应用。
    Wi-Fi是提升有线宽带用户价值、提供差异化服务的有效手段，也是未来3G数据业务的有力补充。3G可以利用WIFI高速数据传输的特点弥补自己数据传输速率受限的不足。在Wi-Fi网络覆盖范围内，允许用户在任何时间、任何地点访问公司的办公网或国际互联网，随时随地享受网上证券、视频点播(VOD)、远程教育、远程医疗、视频会议、网络游戏等一系列宽带信息增值服务，并实现移动办公。
    制约Wi-Fi技术发展的几个方面
    数据传输速率有限。虽然Wi-Fi技术最高数据传输速率标称可达11～54Mbit/s，但系统开销会使应用层速率减少50%左右。
    无线电波间存在相互影响的现象，特别是同频段、同技术设备之间将存在明显影响。在多运营商环境中，不同AP(AccessPoint)间的频率干扰会使数据传输速率明显降低，在有三个运营商同时运营的环境中不能实现多用户的同时高速数据业务。
    无线电波在传播中根据障碍物不同将发生折射、反射、衍射、信号无法穿透等情况，其质量和信号的稳定性都不如有线接入方式。
    Wi-Fi实现规模覆盖的最大的缺陷在于需要密集的有线传输资源。3G/WiMAX基站的覆盖范围比WiFiAP覆盖范围大数十到上百倍。
    Wi-Fi技术本身不支持移动性，即便IEEE802.11s可能会对Wi-FiMESH的移动性进行增强，最多也只能支持步行的移动速度。而3G和WiMAX都支持120km/h以上的移动性。
    Wi-Fi空中接口没有QoS保障机制，只支持BestEffort业务，适用于WEB浏览、FTP下载以及收发Email等；语音通信、视频传输等业务的QoS很难得到保障。

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LTE技术简介
    3GPP组织于2004年12月正式成立了LTE（LongTermEvolution）研究项目。
    LTE的制定出发点是保证3GPP未来十年的竞争力，从性能、功能、成本上得到全面提升。相对于3GPPR6，其下行频谱效率将提高3-4倍，上行2-3倍；峰值速率下行达到100Mbps，上行50Mbps。改善小区边缘用户的性能；提高小区容量；降低系统延迟，用户平面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；支持100km半径的小区覆盖；能够为350km/h高速移动用户提供大于100kbps的接入服务；支持成对或非成对频谱，并可灵活配置1.25MHz到20MHz多种带宽。
    LTE当前的现状
    LTE的正式商用将在2009年启动。按照3GPP制订的工作计划，LTE将在2008年或2009年推出商用产品。与此相应，设备制造商推出成熟可商用LTE产品的计划也纷纷遵循了这一时间表。
    华为计划于2009年正式推出基于多制式基站的LTE商用产品，并在全球开始部署LTE商用网络；
    北电则计划于2008年推出LTE相关产品以满足在2010年前后大规模商业部署LTE网络的需要；
    诺基亚西门子预计2010年推出LTE商用系统
    大唐与爱立信在LTE领域展开合作以重点研发LTE/TDD技术，并预计TD-LTE系统将在2010～2012年之间推出，并可以实现热点地区覆盖。
    Wi-Fi、WiMAX、3G技术对比

[table=477]            [tr]            [td=1,1,57]技术类别[/td]            [td=1,1,140]WiMAX[/td]            [td=1,1,140]Wi-Fi[/td]            [td=1,1,140]3G[/td]        [/tr]        [tr]            [td=1,1,57]标准组织[/td]            [td=1,1,140]IEEE[/td]            [td=1,1,140]IEEE[/td]            [td=1,1,140]3GPP、3GPP2、ITU[/td]        [/tr]        [tr]            [td=1,1,57]频带[/td]            [td=1,1,140]2-11GHz，部分需许可证[/td]            [td=1,1,140]2.4GHz不需许可证[/td]            [td=1,1,140]2GHz，需许可证[/td]        [/tr]        [tr]            [td=1,1,57]多码方式[/td]            [td=1,1,140]OFDM/FDD、TDD[/td]            [td=1,1,140]CKK、OFDM[/td]            [td=1,1,140]CDMA、TDD、FDD[/td]        [/tr]        [tr]            [td=1,1,57]速率[/td]            [td=1,1,140]70Mbps[/td]            [td=1,1,140]54Mbps[/td]            [td=1,1,140]HSDPA:7.2Mbps,EVDO：3.1Mbps[/td]        [/tr]        [tr]            [td=1,1,57]时延[/td]            [td=1,1,140]低[/td]            [td=1,1,140]低[/td]            [td=1,1,140]高[/td]        [/tr]        [tr]            [td=1,1,57]QOS[/td]            [td=1,1,140]3种[/td]            [td=1,1,140]无[/td]            [td=1,1,140]4种[/td]        [/tr]        [tr]            [td=1,1,57]覆盖[/td]            [td=1,1,140]