[轉載] 最快下載速度 100Mbps！4G LTE 技術全解析 [16P]

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最快下載速度 100Mbps！4G LTE 技術全解析

1. 導讀，關於4G的幾個關鍵概念

　　100Mbps下載速度是什麼概念？比3G網速快50倍又是什麼概念？比3G通信方式更靈活、通信頻譜更寬綽、通信質量更高效、通信費用更便宜是怎樣一個效果？這就是LTE，這就是4G，我們即將迎來的新一代移動通信技術。

　　那麼，疑問來了。LTE和4G究竟是什麼，怎麼解釋，可以劃等號嗎？在中國TD-LTE一詞頻繁出現，它代表什麼，和LTE-TDD、LTE-FDD之間又有什麼聯繫？4G的進步和優勢有哪些？實際速度到底能衝到多少？資費便宜了沒有？從1G到4G是怎樣的一個進程？LTE又是如何演進的？帶著你的問題看下文，都可以找到答案，小編會盡量用通俗的敘述，希望有助於大家閱讀。


關於4G和LTE 解讀最適合中國的通信技術

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寫這篇“掃盲稿”的目的

　　關於支持LTE的蘋果iPhone 5，定位新一代移動通信召開的2012年通信展，針對國內發放4G牌照的各方猜測，作為LTE長期演進悄然走入人們視線的第四代移動通信標準（4G），赫然成為業界矚目的焦點。3G普及在中國這個特殊環境下運轉得併不順利，這也在一定程度上推動了4G進程，使人們更加期待4G的表現。

　　小編非果粉，亦非3G用戶，手機還在用著中國移動的2G網絡。7月20日的消息，根據中國聯通公佈的用戶數據測算，今年上半年聯通新增3G用戶數是去年的1.77倍，但新增2G用戶情況仍不佳。表面上看3G態勢不錯，但實際上在中國，2G用戶比重仍大於新興的3G，這至少說明一個問題，中國用戶並不完全認可3G這個東西。

　　在中國，經濟兩極分化現像明顯，資費仍舊是用戶最關注的因素。據悉，4G與固定的寬帶網絡在價格方面不相上下，而且計費方式更加靈活機動，用戶完全可以根據自身的需求確定所需的服務。此外，4G可以在DSL和有線電視調製解調器沒有覆蓋的地方部署，然後再擴展到整個地區。很明顯，4G有著3G不可比擬的優越性，是更適應中國國情的通信技術。


中移動在深圳某商場舉辦的4G LTE體驗活動

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幾個關鍵概念

· 4G，下一代移動通信技術標準，實現技術稱作LTE。

　　4G是第四代移動通信及其技術的簡稱，是集3G與WLAN於一體並能夠傳輸高質量視頻圖像以及圖像傳輸質量與高清晰度電視不相上下的技術產品。

· LTE，新一代移動通信技術，LTE實際上是3.9G，並不等於4G。但要注意的是，沒有LTE演進，就不會有所謂的4G。

　　LTE（Long Term Evolution，長期演進）從字面上就可以看出其是3G的演進版，始於2004年3GPP的多倫多會議。LTE 3.9G全球標準改進並增強了3G的空中接入技術，採用OFDM和MIMO作為其無線網絡演進的唯一標準。

· TD-LTE，中國移動TD-SCDMA的升級版本，你完全可以把它看作是LTE的TDD版本。

　　TD-LTE（Time Division Long Term Evolution，分時長期演進），是由阿爾卡特-朗訊、諾基亞西門子通信、大唐電信、華為技術、中興通訊、中國移動等業者，所共同開發的4G標準。

· LTE-TDD，LTE雙工技術之一，譯為時分雙工（Time Division Duplexing）。

· LTE-FDD，LTE雙工技術之一，譯為頻分雙工（Frequency Division Duplexing）。

　　這幾個概念容易混淆，但其實聯繫緊密，你只要理解了罪魁禍首TD-LTE的含義即可。客觀講我們知道中移動TD-SCDMA運作的不好，所以TD-SCDMA的LTE演化回到LTE-TDD原路上來了，而且由於TD-SCDMA本身是TDD技術，向LTE-TDD發展也更有理由，本質上你會發現TD-LTE其實是回到了WCDMA主流陣營，所以很多界內人士也認為，LTE很可能完成技術統一。

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2. 1G、2G、3G、4G指什麼，演進線路圖

1G、2G、3G、4G指什麼

　　G是英文Generation的縮寫，由1G發展到4G技術可以看作是增加網絡傳輸速率和擴充通訊功能的一個演變。其中，移動通信的鼻祖，也就是所謂的1G，該系統無法傳輸資料，主要提供一般的語音通話服務，代表人物你肯定知道：大哥大。當然我們通常認為，2G才是移動通信的真正起點，數字信號取代模擬信號，隨著2.X後續“補丁”，我們的通信手段更加多樣化。

2G-4G的演進過程

　　通過下面的演變圖為大夥作一個掃盲，用了這麼多年手機，神馬GSM、各種CDMA最頭疼有沒有。ps：知道的同學可以吐槽，權利是你們的，釣魚島是中國的，這裡的內容普及給還來不及懂的同學們。


移動通信技術演進線路圖1

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移動通信技術演進線路圖2

　　第二代移動通信標準簡稱2G，由此出現了我們熟知的GSM、CDMA和兩種模塊技術，可以通過數字信號傳輸數據，通俗來說，就是大哥大可以發短信了，雖然看似簡陋，卻是深到根本上的轉變。隨後打上的2.5G和2.75G補丁，實現了通過GPRS、EDEG、CDMA技術提高上網速度及數據傳輸速率的目的，另外，WAP和藍牙技術也是在這一時期衍生出來的。

　　第三代移動通信標準，也就是離我們最近的3G技術，從上面的演化圖可以看到，目前是根據國內三大運營商中國電信、中國聯通、中國移動劃分開來的CDMA2000、WCDMA、TD -SCDMA模塊技術。較之2G實現了再次的提速和更多的通信方式，我們熟悉的可視通話（電話會議）、流媒體、GPS、在線播放等功能也孕育而生。

　　第四代移動通信標準即是LTE演進而來的4G，LTE、LTE-Advanced（LTE升級版）、WiMAX（即IEEE 802.16）、Wireless MAN（WiMAX升級版，即IEEE 802.16m）是目前4G所應用的技術標準。4G的概念參見文章首頁。

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3. 4G LTE的進步及優勢

4G LTE的進步及優勢

　　4G能否改變人們的生活方式甚至是社會形態，誰也沒法下定論，但是相較2G和3G，第四代移動通信標准在諸多方面賦予了現代通信更長遠的進步。根據最初的構思，小編總結以下6項我們更關注的4G優勢，當然也可以看作是LTE的技術優勢：

1、更快的傳輸速率

　　通信速度更加迅捷，這是必須的。回溯1G和2G移動通信的傳輸速率只有9.6Kbps，PHS最高可達32Kbps。3G的傳輸速率達到了2Mbps，雖然看上去的確快了不少，但專家預估，LTE演進而來的第四代移動通信系統4G可以達到10Mbps至20Mbps，甚至最高可以達到100Mbps的驚人速度，這個數字顯然更加可觀。


如果說3G讓你感覺沐浴春風的話，4G可謂熱情四射了

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2、更寬的網絡頻譜

　　要想讓4G達到理想的100Mbps，運營商必須在3G網絡的基礎上，進行大幅度的改造和研究，以便使4G在帶寬的承載量上徹底擊敗3G。據研究4G通信的AT &T執行官們說，估計每個4G信道會佔有100MHz的頻譜，相當於WCDMA網絡的20倍。

3、更靈活的通信方式

　　4G 手機將徹底變身為一部小型電腦，任何一件能看到的物品都有可能成為4G終端，絕不僅僅局限於“磚頭”。人們可以隨時隨地通信，更可以雙向下載傳輸數據，和不認識的人聯網打遊戲。也許有被GPS永久鎖定的苦惱，但是與其提供的便利地圖和安全性相比，你知道哪個更好。


中移動TD-LTE現場應急通信車

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4、更高的智能

　　4G的智能性更高，這不僅表現在4G終端設備的設計和操作更具有智能化，更重要的是4G手機可以實現許多難以想像的功能：例如4G手機能根據環境、時間等設定因素來適時提醒主人行程；4G手機更加便捷更加寬廣的共享能力；4G手機可以看電視，而不再擔心流量。

5、更高的通信質量

　　儘管3G也能實現各種多媒體通信，但4G卻更勝一籌，4G提供的無線多媒體通信服務可以將大量數據同時透過寬頻的信道傳送出去，為此4G也被稱為“多媒體移動通信”。

6、更便宜的通信費用

　　由於4G不僅解決了與3G在通信上的兼容問題，而且4G引入了許多尖端的通信技術，它們保證了4G能提供一種靈活性非常高的系統操作方式，因此部署4G就變得更加容易更加迅速，另外運營商在建網時，會考慮直接在3G網絡的基礎設施之上逐步引入，從而有效地降低各項費用。

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4. 2G、3G、4G速率對比，4G網速實測

2G、3G、4G的速率對比

　　最初的模擬通信僅支持語音通話，無法傳輸數字信號，所以沒有可比性，這裡我們只對2G、3G和4G的無線蜂窩制式進行對比，他們包括：GSM（EDGE）、CDMA 2000（1x/EVDo） 、TD-SCDMA（HSPA）、WCDMA（HSPA）、TD-LTE。

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　　另外，兩項無線傳輸技術WLAN和Wi-Fi的峰值數據速率如下：

　　WLAN IEEE 802.11a/b/g：峰值數據速率為54Mbps；
　　WLAN IEEE 802.11n：峰值數據速率<600Mbps。

4G LTE網速實測體驗（香港）

　　我們國內還在為3G信號和網速問題糾結的時候，世界上很多國家和地區已經開始部署並完成4G LTE網絡了，你一定很想知道4G究竟有多快，其實，小編為大家蒐集到媒體在香港體驗4G（系SmarTone服務）網速的測試數據（測試截圖援引自VR-ZONE），供大家參考：


4G網絡下網速測試截圖1

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4G網絡下網速測試截圖2

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　　作為對比，再看看SmarTone 3G網速：


3G網絡下網速測試截圖1

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3G網絡下網速測試截圖2

　　很明顯，4G LTE網速已經達到3G的五倍左右，大家可以想像一下

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5. 附錄1：4G LTE標準

附錄1：4G標準（LTE、LTE-Advanced、WiMax、Wireless MAN）

　　技術標準更加專業更加嚴格，很多術語難以理解，不過這些才是4G建網的核心，LTE即是4G標準最根本的一項技術，翻譯標準摘自百度百科。大家不必全部理解，知道4G標準包含以下4個項目即可：LTE標準、後續的LTE-Advanced標準、WiMAX標準、以及後續的Wireless MAN標準。另外，由我國提出的TD-LTE作為LTE-Advanced的標準分支之一也列入其中。

· LTE

　　LTE (Long Term Evolution,長期演進) 項目是3G的演進，它改進並增強了3G的空中接入技術，採用OFDM和MIMO作為其無線網絡演進的唯一標準。主要特點是在20MHz頻譜帶寬下能夠提供下行100Mbit/s與上行50Mbit/s的峰值速率，相對於3G網絡大大的提高了小區的容量，同時將網絡延遲大大降低：

　　內部單向傳輸時延低於5ms，控制平面從睡眠狀態到激活狀態遷移時間低於50m​​s，從駐留狀態到激活狀態的遷移時間小於100ms。並且這一標準也是3GPP長期演進(LTE) 項目，是近兩年來3GPP啟動的最大的新技術研發項目。


LTE佈網模擬示意圖

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　　其演進的歷史如下：

　　GSM-->GPRS-->EDGE-->WCDMA-->HSDPA/HSUPA-->HSDPA+/HSUPA+-->FDD-LTE長期演進
　　GSM：9K -->GPRS:42K--> ​​EDGE:172K -- >WCDMA：364k -->HSDPA/HSUPA:14.4M -->HSDPA+/HSUPA+:42M -->FDD-LTE:300M

· LTE-Advanced

　　LTE-Advanced：從字面上看，LTE-Advanced就是LTE技術的升級版，那麼為何兩種標準都能夠成為4G標準呢？LTE-Advanced的正式名稱為Further Advancements for E-UTRA，它滿足ITU-R的IMT-Advanced技術徵集的需求，是3GPP形成歐洲IMT-Advanced技術提案的一個重要來源。LTE-Advanced是一個後向兼容的技術，完全兼容LTE，是演進而不是革命，相當於HSPA和WCDMA這樣的關係。LTE-Advanced的相關特性如下：

　　帶寬：100MHz
　　峰值速率：下行1Gbps，上行500Mbps
　　峰值頻譜效率：下行30bps/Hz，上行15bps/Hz
　　針對室內環境進行優化
　　有效支持新頻段和大帶寬應用
　　峰值速率大幅提高，頻譜效率有限的改進

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· WiMax

　　WiMax：WiMax (Worldwide Interoperability for Microwave Access)，即全球微波互聯接入，WiMAX的另一個名字是IEEE 802.16。WiMAX的技術起點較高，WiMax所能提供的最高接入速度是70M，這個速度是3G所能提供的寬帶速度的30倍。對無線網絡來說，這的確是一個驚人的進步。WiMAX逐步實現寬帶業務的移動化，而3G則實現移動業務的寬帶化，兩種網絡的融合程度會越來越高，這也是未來移動世界和固定網絡的融合趨勢。


WiMax佈網模擬示意圖

　　802.16工作的頻段採用的是無需授權頻段，範圍在2GHz至66GHz之間，而802.16a則是一種採用2G至11GHz無需授權頻段的寬帶無線接入系統，其頻道帶寬可根據需求在1.5M至20MHz範圍進行調整，目前具有更好高速移動下無縫切換的IEEE 802.16m的技術正在研發。因此，802.16所使用的頻譜可能比其它任何無線技術更豐富，WiMax具有以下優點：

　　1、對於已知的干擾，窄的信道帶寬有利於避開干擾，而且有利於節省頻譜資源。
　　2、靈活的帶寬調整能力，有利於運營商或用戶協調頻譜資源。
　　3、WiMax所能實現的50公里的無線信號傳輸距離是無線局域網所不能比擬的，網絡覆蓋面積是3G發射塔的10倍，只要少數基站建設就能實現全城覆蓋，能夠使無線網絡的覆蓋面積大大提升。

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· Wireless MAN

　　Wireless MAN：可以看作是WiMax的升級版WiMax-Advanced，即IEEE 802.16m標準，802.16系列標准在IEEE正式稱為Wireless MAN ，而Wireless MAN極為IEEE 802.16m。其中，802.16m最高可以提供1Gbps無線傳輸速率，還將兼容未來的4G無線網絡。802.16m可在“漫遊”模式或高效率/強信號模式下提供1Gbps的下行速率。該標準還支持“高移動”模式，能夠提供1Gbps速率。其優勢如下：

　　1、提高網絡覆蓋，改建鏈路預算；
　　2、提高頻譜效率；
　　3、提高數據和VOIP容量；
　　4、低延時&QoS增強；
　　5、功耗節省

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6. 附錄2：4G LTE大事記

全球首個正式商用4G網絡

　　在全球各大網絡運營商都在籌劃下一代網絡的時候，北歐TeliaSonera率先完成了4G網絡的建設，並於宣布開始在瑞典首都斯德哥爾摩、挪威首都奧斯陸提供4G服務，這也是全球正式商用的第一個4G網絡。


北歐TeliaSonera率先完成4G網絡建設

　　TeliaSonera移動業務部門負責人Kenneth Karlberg表示：“能夠成為全球第一家為客戶提供4G業務的運營商人們非常自豪，通過與愛立信、華為的精誠合作，人們比原計劃提前實現了為斯德哥爾摩、奧斯陸提供4G服務的承諾。”

　　在這兩地的4G/LTE網絡建設中，愛立信負責瑞典首都斯德哥爾摩當地4G網絡，中國華為負責挪威首都奧斯陸，均採用三星商用LTE移動調製解調器。

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中國的LTE

　　TD-LTE是中國主導的新一代寬帶移動通信技術，具有自主知識產權3G國際標準TD-SCDMA的後續演進技術。2010年，中國移動在上海、杭州、南京、廣州、深圳、廈門6個城市啟動TD-LTE規模技術試驗建設工作。


TD-LTE是中國主導的新一代寬帶移動通信技術

　　杭州作為首批試點的城市，創新採用了平滑升級演進技術，網絡建設進展迅速，目前第一階段的工程已經順利完成。今年年內，將完成杭州大城區TD-LTE的完全覆蓋，包括主城區和蕭山區、餘杭區，無論商業街、公交車站還是地鐵等等，都能收到信號。

　　隨著B1公交線路的試體驗活動的啟動，中國移動正在緊鑼密鼓制定浙江TD-LTE試商用計劃，網絡建設也正進行中，預計到5月份可以完成全城600個基站的覆蓋，到2012年底可以完成近2000個基站覆蓋。

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中國最大LTE試驗網

　　2012年8月7日，隨著國內TD-LTE擴大規模試驗網工作的深入，作為工信部確定的首批6個TD-LTE試點城市之一，廣州TD-LTE網絡建設也正在按原定計劃有條不紊地開展。為了響應工信部近日提出的“加快擴大規模試驗步伐，擴展試驗參與城市及其網絡規模”的指導方針，更好地滿足用戶暢享數據業務的需求，廣州移動擬在原計劃建設規模的基礎上，進一步擴大了TD-LTE試驗網絡的建設規模。


中國最大TD-LTE試驗網啟動儀式

　　從目前了解到的13個城市上報的規模試驗網規模來看，廣州TD-LTE網絡最新上報規模已從最初規劃3100個站點增加到3700個站點左右，佔2012年國內13城市總建設規模20000個站點的18.5%，計劃2012年底完成網絡建設。


出處：pconline