LTE發展驅動力淺析

任君玉 文歡

【摘要】 在信息化時代中，移動通信蓬勃迅猛發展，已經與信息技術高度融合，產生了ICT及移動互聯網等熱點標簽，而LTE作為Beyond 3G 技術標準，在移動通信從傳統的話音到全IP化、高帶寬化發展中的作用更加醒目。文章對移動通信發展的熱點及LTE發展的驅動力進行分析，總結了未來移動通信的發展方向。

【關鍵詞】 移動通信 LTE 移動互聯網 ICT

一、引言

隨著信息技術的發展，目前業界有兩大核心技術：以互聯網為核心的IP技術和以手機為核心的移動通信技術，目前兩大技術彼此交叉，融合滲透，產生了目前業界矚目的焦點—ICT。移動互聯網是目前信息化時代最具時代特征值的技術，移動互聯網正是通信產業與傳統的IT產業的交匯和融合，是信息技術IT（Information Technology）產業向通信技術CT（Communication Technology）產業的滲透。而其催生的動力來源于人們對于高數據傳輸速率日益增長的需求及智能移動終端設備的出現，隨著社會的發展和人們對生活品質的追求及豐富多彩的體驗，人們已經越來越不滿足最傳統的語音通信業務，人們開始最求高質量的移動視聽服務，高清晰度的IPTV享受，需要體驗快捷方便的移動支付，需要進行實時流暢的手機游戲，需要進行高速準確的移動搜索，實時的獲取各種新聞信息，人們希望在移動中進行輕松的社交活動，需要進行移動商務以實時的和客戶進行溝通……這些都成為推動移動通信技術迅速發展的的驅動力。

目前，移動互聯網用戶的數量正在以史無前例的速度增長。據統計，目前全球移動上網的用戶已經遠遠超過了固定網絡上網的用戶；移動話音通信的用戶已經遠遠超過了固定電話通信的用戶；移動數據業務收入已經遠遠超過了移動話音業務收入；手機用戶保有量已經超過PC和TV用戶的保有量，移動互聯網技術正在開辟信息技術時代的新天地。

二、LTE是需求與競爭的產物

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，最具典型的是1983年美國的AMPS系統及1985年歐洲的TACS系統，載頻帶寬為25K～30KHZ，由于是模擬通信技術，不能進行各種加密、編碼和數字信號處理技術，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字通信為特征的2G移動通信的建設，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，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，系統容量大大提高。1996年，3GPP/3GPP2開始了3G移動通信標準的制定工作，到1998年全世界形成了三個國際性的3G標準，WCDMA、CDMA2000、TD-SCDMA標準，3G以支持高速數據傳輸及多媒體業務為特征，也即指首批用于寬帶數據業務的移動通信，最初的標準5MHZ的帶寬下可以達到室內環境至少2Mbps的數據率，后期到了3.5G又進行了增強，進一步提高了數據傳輸速率。3G的前三個標準全采用了CDMA的多址方式，已經被證實比1G的TDMA及2G的TDMA具有更高的系統容量。為什么稱3G的前三個標準，原因在于幾年后又有一個標準也被ITU承認作為一個3G的正式標準，所以，嚴格的講，3G應該是有4個國際化的標準。2007年10月，移動寬帶接入的強有力競爭對手WiMAX被ITU批準正式成為3G的一個標準，采用了OFDM、MIMO等更新的技術，支持更高的數據傳輸速率（20MHZ帶寬下可以達到75Mbps）。為了應對WiMAX的競爭壓力，3GPP/3GPP2全面啟動了新一代3G技術的研究，3GPP于2008年12月發布了3GPP R8即 LTE（Long Term Evolution），其主要的目標是明顯提高數據傳輸速率：達到在20MHz帶寬內達到下行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都采用了相同的關鍵技術，包括OFDM及MIMO。LTE的產生最根本的驅動力總結起來有三：一，基于人們日益增長的高數據率要求的移動互聯網業務的蓬勃發展；二、以蘋果Iphone為代表的智能移動終端設備的出現及大量普及；三、WiMAX的異軍突起和強大競爭壓力。LTE通常被認為是4G，但業界認為LTE實際上還不是真正的4G，確切的稱呼是3.9G， 2011年發布的3GPP R10即LTE-Advanced（IMT- Advanced）算是真正的4G演進步驟，“IMT-Advanced”是超3G新部分，即支持100Mbps以上速率的蜂窩系統和支持高達1Gbps以上速率的游牧/本地無線接入系統等。中國由于在3G時代提出了TDD模式的TDSCDMA標準，因此在LTE及4G演進中也主導了TD-LTE和TD-LTE-Advanced技術標準。一起成為4G候選的還有WiMAX的802.16m標準。

究竟什么是4G呢？且看一組數據：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，更高數據比特率的傳輸是移動通信發展過程尤其是繼3G以來最清楚的發展脈絡，而這其中更深層次的原因，是基于移動互聯網時代人們對更豐富多彩的多媒體新業務的需求，而移動通信基于這樣的需求需要不斷地進行新的技術突破；隨著移動網絡用戶數的劇增，需要不斷的提高系統容量，以解決不斷增加的用戶數與有限的頻譜資源之間的矛盾，尤其是當地段頻譜資源已經消耗殆盡，必須采用更高頻段（微波頻段）的時候，更高技術的壁壘需要克服，移動通信的發展不斷促使更高容量的多址技術、更高效的高階調制技術、更有效的信道編碼及均衡、接收等抗衰落等等技術不斷推陳出新……

三、結語

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在這個新四化的發展演進過程中的位置更加醒目。

參 考 文 獻

[1] Erik Dahlman Stefan Parkvall Johan Skold 著，堵久輝 繆慶育 譯.4G移動通信技術權威指南[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.移動互聯網[M].武漢：武漢大學出版社，2013.3.