LTE和WiMAX的比較與未來(lái)展望

通信世界網(wǎng)消息(CWW) LTE和WiMAX的比較與未來(lái)展望

中國(guó)移動(dòng)通信集團(tuán)河南有限公司三門(mén)峽分公司　茹慧芳　王卓

摘 要：LTE和WiMAX技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)鏈分別是由3GPP和IEEE研究、發(fā)展和推廣。雖然在技術(shù)層這兩種技術(shù)面有很強(qiáng)的相似性，但它們之間的競(jìng)爭(zhēng)卻越演越烈。它們之間的競(jìng)爭(zhēng)從兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化組織分別提出各自的準(zhǔn)4G標(biāo)準(zhǔn)（基于IEEE 802.16e的移動(dòng)WiMAX技術(shù)和基于3GPP R8的LTE技術(shù)）開(kāi)始，持續(xù)到4G標(biāo)準(zhǔn)（基于IEEE 802.16m的WiMAX 2.0和基于3GPP R10的LTE-A）的提出。表面上看，這種競(jìng)爭(zhēng)隨著LTE技術(shù)獲得絕對(duì)的優(yōu)勢(shì)而結(jié)束，但實(shí)際上WiMAX正計(jì)劃與LTE技術(shù)在未來(lái)的多種混合接入模式中進(jìn)行整合。

    本文通過(guò)討論這兩種技術(shù)間的相似性和差異性，即一種技術(shù)相對(duì)于另一種技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，找出使LTE技術(shù)在這場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中取得優(yōu)勢(shì)地位的關(guān)鍵因素，也探討了影響這兩種技術(shù)發(fā)展的諸如政策、歷史及經(jīng)濟(jì)等非技術(shù)類(lèi)因素。最后，結(jié)合當(dāng)前LTE和WiMAX技術(shù)在其標(biāo)準(zhǔn)化過(guò)程中的動(dòng)向，對(duì)這兩種技術(shù)未來(lái)的發(fā)展前景進(jìn)行了展望。

關(guān)鍵詞：LTE； WiMAX； IEEE 802.16e；IEEE 802.16m；3GPP R8；3GPP R10

中圖分類(lèi)號(hào)： 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： 文章編號(hào)：

LTE and WiMAX: Comparison and Future Perspective

    Abstract: Two wireless technologies, WiMAX based on IEEE standards and LTE standardized by 3GPP, are two competing technologies, nevertheless, are very technically similar. This competition started with the advent of their pre-4G versions (802.16e for Mobile WiMAX and 3GPP release 8 for LTE) and continued with the advent of their 4G versions (WiMAX 2.0 based on IEEE 802.16 m and LTE-Advanced standardized by Release 10). It looks that the competition ended with the advantage of LTE. Plans are set for WiMAX to migrate/integrate with LTE in a multiple heterogeneous access technology mode. This article addresses the technical similarities and differences that advantage one technology over the other technology in order to determine which of these factors might have contributed to LTE winning. Non-technical factors of commercial and historical nature which might also advantage one technology over the other one are also explored. Finally, current activities in the standardization of both WiMAX and LTE are presented with a perspective on the prospects of both technologies.

Key words: LTE；WiMAX；IEEE 802.16e；IEEE 802.16m；3GPP R8；3GPP R10

　　1 引言

    WiMAX（全球微波互聯(lián)接入，Worldwide Interoperability for Microwave Access）是一種由IEEE（電氣和電子工程師協(xié)會(huì)，Institute of Electrical and Electronics Engineers）提出的一種標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)。IEEE發(fā)布了一系列標(biāo)準(zhǔn)，其中IEEE 802.16系列標(biāo)準(zhǔn)的制定開(kāi)始于2000年，目的在于提供一種無(wú)線(xiàn)城域網(wǎng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。IEEE 802.16系列標(biāo)準(zhǔn)中真正具有實(shí)用性的是2004年發(fā)布IEEE 802.16d標(biāo)準(zhǔn)[1]。這一標(biāo)準(zhǔn)是為固網(wǎng)用戶(hù)提供最后一公里的高吞吐率的無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)接入技術(shù)，對(duì)傳統(tǒng)的DSL（數(shù)字用戶(hù)專(zhuān)線(xiàn)，Digital Subscriber Line）和同軸電纜運(yùn)營(yíng)商形成了真正的威脅。被認(rèn)為是移動(dòng)WiMAX或WiMAX 1.0的IEEE 802.16e 標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布于2005年[2]。2011年3月，WiMAX 2.0即IEEE 802.16m標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布，它所支持的數(shù)據(jù)速率是WiMAX 1.0的數(shù)倍。2012年，WiMAX 2.0被正式認(rèn)定為4G（第四代移動(dòng)通信技術(shù)，the 4 Generation mobile communication）標(biāo)準(zhǔn)[3]。4G技術(shù)是指符合ITU（國(guó)際電信聯(lián)盟，International Telecommunication Union）提出的IMT-Advanced（高級(jí)國(guó)際移動(dòng)通信，International Mobile Telecommunications-Advanced）系統(tǒng)性能要求的技術(shù)，即對(duì)低速用戶(hù)下行峰值速率能夠達(dá)到1 Gbps，對(duì)高速用戶(hù)能夠達(dá)到100 Mbps，從而為移動(dòng)用戶(hù)提供高級(jí)服務(wù)和應(yīng)用[4]。

    LTE（長(zhǎng)期演進(jìn)，Long Term Evolution）是由3GPP（第三代合作伙伴計(jì)劃，The 3rd Generation Partnership Project）提出的一種通信技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，是TD-SCDMA（時(shí)分同步碼分多址，Time Division-Synchronous Code Division Multiple Access）, UMTS（通用移動(dòng)通信系統(tǒng)，Universal Mobile Telecommunications System）和CDMA2000等3G（第三代移動(dòng)通信技術(shù)，3rd-Generation）向4G演進(jìn)的跨越性一步，對(duì)數(shù)據(jù)傳輸速率、系統(tǒng)容量以及延遲有著苛刻的要求[5]。2011年，3GPP基于UMTS R10 版本提出的LTE-A（LTE改進(jìn)，LTE-Advanced）也是一種得到業(yè)界認(rèn)可的4G技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)[3]。

    LTE和WiMAX這兩種技術(shù)之間雖然有很多的相似之處，但是它們之間的競(jìng)爭(zhēng)，從它們各自準(zhǔn)4G標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)布就已經(jīng)開(kāi)始，并持續(xù)到4G標(biāo)準(zhǔn)的提出。最終，WiMAX似乎放棄了這場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，選擇了在未來(lái)的WiMAX-A（WiMAX 改進(jìn)，WiMAX-Advanced）標(biāo)準(zhǔn)中與LTE技術(shù)相融合。本文討論了這兩種技術(shù)在技術(shù)方面的相似之處和不同點(diǎn)，精確定位到它們各自相對(duì)于對(duì)方的優(yōu)勢(shì)所在，同時(shí)也探討了影響這兩種技術(shù)發(fā)展的諸如政策、歷史及經(jīng)濟(jì)等非技術(shù)類(lèi)因素。最后，本文結(jié)合當(dāng)前LTE和WiMAX技術(shù)未來(lái)的發(fā)展計(jì)劃，對(duì)這兩種技術(shù)的發(fā)展前景進(jìn)行了展望，并對(duì)WiMAX技術(shù)的可替代性進(jìn)行了討論。

    本文剩下的部分由以下章節(jié)組成：第二節(jié)展示了LTE和WiMAX技術(shù)的演進(jìn)；第三節(jié)展示了這兩種技術(shù)的顯著特征；第四節(jié)討論了這兩種技術(shù)之間的關(guān)鍵技術(shù)差異；第五節(jié)討論了一些影響彼此發(fā)展的非技術(shù)因素；第六節(jié)討論了這兩種技術(shù)的未來(lái)；最后一節(jié)為本文總結(jié)。

2 標(biāo)準(zhǔn)的演進(jìn)

    圖1展示了LTE和WiMAX技術(shù)的演進(jìn)過(guò)程。LTE技術(shù)起源于電信運(yùn)營(yíng)商、3GPP協(xié)會(huì)和3GPP2（第三代合作伙伴計(jì)劃2，3rd Generation Partnership Project 2）協(xié)會(huì)所倡導(dǎo)第1、2、3代移動(dòng)通信技術(shù)。1G（第1代移動(dòng)通信技術(shù)，F(xiàn)irst Generation）技術(shù)是以歐洲的TACS（全入網(wǎng)通信系統(tǒng)，Total Access Communications System）和AMPS（高級(jí)移動(dòng)電話(huà)系統(tǒng)，Advantage Mobile Phone System）為代表的模擬通信系統(tǒng)。2G（第2代移動(dòng)通信技術(shù)，Second Generation）時(shí)代為數(shù)字通信時(shí)代，除語(yǔ)音業(yè)務(wù)外，可以傳輸?shù)退俚臄?shù)據(jù)業(yè)務(wù)，以GSM（全球移動(dòng)通信系統(tǒng)，Global System for Mobile Communication）和CDMA-ONE通信標(biāo)準(zhǔn)為代表。2.5G階段采用增強(qiáng)型分組交換技術(shù)，例如GPRS（通用分組無(wú)線(xiàn)服務(wù)技術(shù)，General Packet Radio Service）和EDGE（增強(qiáng)型數(shù)據(jù)速率GSM演進(jìn)技術(shù)，Enhanced Data Rate for GSM Evolution），實(shí)現(xiàn)中等速率數(shù)據(jù)傳輸，而語(yǔ)音業(yè)務(wù)仍為電路交換。IMT-2000（國(guó)際移動(dòng)電話(huà)系統(tǒng)-2000，International Mobile Telecom System-2000）是由ITU提出的3G系統(tǒng)，與多媒體技術(shù)相結(jié)合，能夠處理聲音、圖像、視頻等多種形式數(shù)據(jù)，能夠提供與物聯(lián)網(wǎng)連接的多種信息服務(wù)。其中WCDMA（寬帶碼分多址，Wideband Code Division Multiple Access）在歐洲和世界其他國(guó)家和地區(qū)被廣泛采用，CDMA2000（碼分多址2000，Code Division Multiple Access 2000）是主要用于北美的3G技術(shù)。WCDMA和CDMA2000都是頻分雙工系統(tǒng)，采用一對(duì)頻帶分別用作發(fā)送和接收。第三種3G標(biāo)準(zhǔn)為中國(guó)主導(dǎo)的TD-SCDMA，利用時(shí)分雙工技術(shù)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)在同一個(gè)頻段內(nèi)的發(fā)送和接收。3G系統(tǒng)仍舊采用的是電路交換和分組交換技術(shù)相結(jié)合。在增強(qiáng)型3G階段，HSPA（高速分組接入，High-Speed Packet Access）極大提升了WCDMA、TD-SCDMA系統(tǒng)分組數(shù)據(jù)的傳輸速率；CDMA2000系統(tǒng)也發(fā)展了相應(yīng)的EV-DO和EV-DV版本，實(shí)現(xiàn)了高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)傳輸，并且能同時(shí)在一個(gè)CDMA載頻上能同時(shí)支持話(huà)音和數(shù)據(jù)。

    3GPP R8標(biāo)準(zhǔn)提出了基于OFDM（正交頻分復(fù)用，Orthogonal Frequency Division Multiplexing）技術(shù)的全I(xiàn)P的LTE技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，有TDD（時(shí)分雙工，Time Division Duplexing）和FDD（頻分雙工，F(xiàn)requency Division Duplexing）兩種模式，即TDD-LTE和FDD-LTE。由北美3GPP2主導(dǎo)的UMB（超移動(dòng)寬帶，Ultra Mobile Broadband）是CDMA2000系列標(biāo)準(zhǔn)基于OFDM技術(shù)的演進(jìn)升級(jí)版本，最終退出了LTE的標(biāo)準(zhǔn)競(jìng)爭(zhēng)。TDD-LTE由TD-CDMA演進(jìn)而來(lái)。雖然LTE仍是3G標(biāo)準(zhǔn)，但是它所支持的無(wú)線(xiàn)速率是基本3G系統(tǒng)的數(shù)倍，因此LTE又被稱(chēng)為準(zhǔn)4G或3.9G，而在商業(yè)上通常稱(chēng)之為4G。

    ITU在2003年提出了的IMT-Advanced概念，明確了4G系統(tǒng)架構(gòu)和總體設(shè)計(jì)目標(biāo)，并將2009年10月定為4G技術(shù)規(guī)范建議書(shū)的最后提交日期[4]。ITU要求IMT-Advanced系統(tǒng)峰值速率達(dá)到1Gbps，當(dāng)終端移動(dòng)速度在500km/h時(shí)能夠達(dá)到100Mbps，同時(shí)對(duì)分組交換時(shí)延、VoIP（Voice over Internet Protocol）系統(tǒng)效率也提出了更高的要求，此外對(duì)頻譜效率尤其是小區(qū)覆蓋邊緣區(qū)域的頻譜效率有嚴(yán)格的要求，以實(shí)現(xiàn)高吞吐率。LTE-A是基于3GPP 2011年發(fā)布的UMTS R10標(biāo)準(zhǔn)，是經(jīng)過(guò)官方認(rèn)可的滿(mǎn)足IMT-Advanced性能要求的4G標(biāo)準(zhǔn)。

    WiMAX是由IEEE系列標(biāo)準(zhǔn)演進(jìn)而來(lái)的一種無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)，例如IEEE802.3以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)、IEEE 802.11 WiFi無(wú)線(xiàn)技術(shù)等。早期在城域無(wú)線(xiàn)寬帶技術(shù)方面的一些研究都是基于非移動(dòng)的無(wú)線(xiàn)接入技術(shù)。由于系統(tǒng)頻段較高，需采用視距傳播，且容易受到雨、霧等天氣的影響，這些研究大多沒(méi)有取得實(shí)質(zhì)性的成果。第一個(gè)具有實(shí)用價(jià)值的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)是2004年發(fā)布的IEEE 802.16d標(biāo)準(zhǔn)[1]。IEEE 802.16d標(biāo)準(zhǔn)旨在為固網(wǎng)用戶(hù)提供最后一公里高速率的無(wú)線(xiàn)接入，對(duì)傳統(tǒng)的DSL和同軸電纜運(yùn)營(yíng)商形成了真正的威脅。2005年發(fā)布的IEEE 802.16e標(biāo)準(zhǔn)是移動(dòng)WiMAX或WiMAX 1.0技術(shù)的基礎(chǔ)[2]。在第一個(gè)3G技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)誕生許多年后，WiMAX技術(shù)在2007年被正式認(rèn)定為3G技術(shù)[6]。2011年3月發(fā)布的IEEE 802.16m標(biāo)準(zhǔn)被為認(rèn)為是WiMAX的2.0版本。IEEE 802.16m對(duì)802.16e標(biāo)準(zhǔn)的空中接口進(jìn)行了改進(jìn)，在滿(mǎn)足IMT-Advanced性能要求的同時(shí)，又能與先前的802.16系列標(biāo)準(zhǔn)兼容。WiMAX 2.0所能提供的峰值速率是WiMAX 1.0的數(shù)倍，能夠滿(mǎn)足ITU IMT-Advanced系統(tǒng)的性能要求，是另一個(gè)被官方認(rèn)可的4G技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)[4]。實(shí)際上LTE-A和WiMAX 2.0標(biāo)準(zhǔn)都還沒(méi)有最終定型，許多WiMAX技術(shù)倡導(dǎo)者有計(jì)劃將WiMAX技術(shù)與LTE-A技術(shù)相融合。如圖1最右邊所示（Beyond 4G/Evolved 4G/Evolved 3G），雙方都制定了未來(lái)的技術(shù)發(fā)展規(guī)劃，詳細(xì)內(nèi)容將在下文進(jìn)行探討。

3 LTE和WiMAX的技術(shù)特征

    LTE和WiMAX都是基于全I(xiàn)P的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，采用相同的分組核心網(wǎng)，這使得它們都能很好的支持VoIP業(yè)務(wù)產(chǎn)生的突發(fā)數(shù)據(jù)流量。同樣這兩種技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)也都采用了OFDMA（正交頻分多址，Orthogonal Frequency Division Multiple Access）技術(shù)。在OFDM系統(tǒng)中，子載波將相互正交，頻譜效率得到提升，同時(shí)有助于降低ISI（符號(hào)間干擾，Inter-Symbol Interference）和系統(tǒng)自適應(yīng)均衡的復(fù)雜性，對(duì)頻率選擇性衰落和窄帶干擾也有較強(qiáng)的容忍度。在OFDMA系統(tǒng)中，時(shí)頻資源能夠得到周期性復(fù)用，使得系統(tǒng)性能最大化[7]。除了以上幾點(diǎn)外，還有一些重要特點(diǎn)如下[8]：

    1) 子載波信道重分配：在頻譜分配上，一些子載波用于數(shù)據(jù)傳輸，一些子載波作為保護(hù)帶寬或?qū)ьl。數(shù)據(jù)和導(dǎo)頻被周期性地隨機(jī)分配在不同的子信道上，換句話(huà)說(shuō)就是跳頻，頻域上所有的信道都在跳變。這樣可以實(shí)現(xiàn)干擾平均化，減少系統(tǒng)糾錯(cuò)，恢復(fù)系統(tǒng)性能[9]。將系統(tǒng)子載波分為多個(gè)組，每個(gè)小區(qū)只使用其中的一個(gè)或多個(gè)子載波組，這叫做PUSC（Partial Usage of Sub-Carriers），降低了本小區(qū)與鄰小區(qū)之間的干擾。另一種技術(shù)是FFR（部分頻率復(fù)用，F(xiàn)ractional Frequency Reuse），即用戶(hù)在小區(qū)覆蓋的中心區(qū)域時(shí)能夠使用到所有的頻點(diǎn)，而在兩個(gè)小區(qū)覆蓋的交界處，兩個(gè)小區(qū)的用戶(hù)分別使用不同的頻點(diǎn)，以此來(lái)降低小區(qū)間的干擾水平。

    2) SOFDMA（可擴(kuò)展OFDMA，Scalable OFDMA）：LTE和WiMAX（如WiMAX 1.0和WiMAX 2.0）都采用了SOFDMA技術(shù)。系統(tǒng)子載波數(shù)目隨著系統(tǒng)帶寬的變化而變化，而子載波間的間隔始終是不變得，因此對(duì)移動(dòng)著的用戶(hù)而言，多普勒效應(yīng)對(duì)系統(tǒng)性能的影響是不變的。WiMAX 16e的系統(tǒng)帶寬可以在1.25MHz~28MHz間任意設(shè)定，LTE R8系統(tǒng)支持的系統(tǒng)帶寬可以為1.25, 2.5, 5, 10, 15, 20 MHz。

    3) AMC (自適應(yīng)調(diào)制編碼，Adaptive Modulation and Coding)：LTE和WiMAX都采用了AMC技術(shù)。由于低階調(diào)制方式相對(duì)于高階調(diào)制方式具有更強(qiáng)的魯棒性，系統(tǒng)可以根據(jù)用戶(hù)信道的質(zhì)量情況，及時(shí)調(diào)整調(diào)制方式。當(dāng)信道質(zhì)量較好的時(shí)候，采用16QAM（相正交振幅調(diào)制，Quadrature Amplitude Modulation）或64QAM等高階調(diào)制方式，通過(guò)提高編碼效率提升系統(tǒng)傳輸速率。當(dāng)信道質(zhì)量較差，即用戶(hù)信號(hào)信噪比較低時(shí)，采用QPSK（正交相移鍵控，Quadrature Phase Shift Keying）等魯棒性較強(qiáng)的低階調(diào)制，確保鏈路質(zhì)量即傳輸誤碼率保持在用戶(hù)或系統(tǒng)可以接受的范圍。另一方面，當(dāng)采用16QAM調(diào)制方式的用戶(hù)的信號(hào)質(zhì)量得到改善時(shí)，系統(tǒng)可以將調(diào)制方式切換到64QAM這樣的高階調(diào)制方式，提高系統(tǒng)容量和傳輸效率。當(dāng)AMC與OFDM技術(shù)相結(jié)合時(shí)，將會(huì)為系統(tǒng)帶來(lái)更大的增益，因?yàn)锳MC更加適用于噪聲平均的寬帶信道[10]。LTE和WiMAX標(biāo)準(zhǔn)的另一個(gè)特征是使用了HARQ（混合自動(dòng)重傳，Hybrid Automatic Repeat Request）技術(shù)，用于錯(cuò)誤檢測(cè)和多天線(xiàn)系統(tǒng)，從而進(jìn)一步增強(qiáng)系統(tǒng)性能和數(shù)據(jù)速率。

    4) 系統(tǒng)幀結(jié)構(gòu)：由于WiMAX 1.0的幀長(zhǎng)為5ms，而LTE的子幀只有1ms，因此WiMAX 1.0相比LTE具有更長(zhǎng)的時(shí)延。WiMAX 2.0將一個(gè)5ms幀分成了8個(gè)子幀，每個(gè)子幀長(zhǎng)5/8ms，同時(shí)保留了5ms的幀結(jié)構(gòu)用于和WiMAX 1.0系統(tǒng)兼容。WiMAX 2.0系統(tǒng)還定義了一個(gè)長(zhǎng)度為20ms的超幀，通過(guò)合并一般幀頭和控制比特，來(lái)減少系統(tǒng)幀頭的整體開(kāi)銷(xiāo)。WiMAX 2.0系統(tǒng)的三層幀結(jié)構(gòu)，有助于提升VoIP業(yè)務(wù)的QOS（服務(wù)質(zhì)量，Quality of Service）。LTE系統(tǒng)也采用了類(lèi)似的3層幀結(jié)構(gòu)，其基本時(shí)隙長(zhǎng)度為0.5ms，子幀長(zhǎng)度為1ms，超幀長(zhǎng)度為10ms。LTE-A和WiMAX 2.0系統(tǒng)的幀結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖2 幀結(jié)構(gòu)：（a）WiMAX 2.0幀結(jié)構(gòu)；（b）LTE-A幀結(jié)構(gòu)。

    5) 載波聚合：為了達(dá)到IMT-A系統(tǒng)對(duì)峰值速率的要求，LTE-A和WiMAX 2.0系統(tǒng)通過(guò)增加傳輸帶寬的方式來(lái)提升系統(tǒng)所能支持的峰值速率，這兩中系統(tǒng)的信號(hào)最大帶寬分別達(dá)到了40MHz和100MHz。由于在現(xiàn)實(shí)中不可能直接找到一個(gè)具有如此大帶寬的頻帶，系統(tǒng)子載波必須分布在多個(gè)頻帶內(nèi)，這就是所謂的多載波/載波聚合。任何一個(gè)信道的子載波可以在一個(gè)連續(xù)的頻帶內(nèi)，也可以來(lái)自不同的頻帶。

    6) 小區(qū)吞吐量：除了峰值速率外，IMT-A系統(tǒng)對(duì)小區(qū)邊緣吞吐量也有嚴(yán)格的要求。目前LTE-A和WiMAX 2.0系統(tǒng)已經(jīng)能夠輕松地達(dá)到這一要求[11] [12]。例如WiMAX 2.0系統(tǒng)在小區(qū)中心和小區(qū)邊緣的頻率效率能夠分別達(dá)到2.6 bit/s/Hz/sector和0.09 bit/s/Hz/sector，分別超過(guò)了IMT-A系統(tǒng)要求的2.2 bit/s/Hz/sector和0.06 bit/s/Hz/sector。

    7) LTE-A和WiMAX 2.0還支持許多其他技術(shù)來(lái)提升傳輸速率[11] [13] [14] 。例如：Femto（家庭基站），能夠以最大的數(shù)據(jù)速率提供住宅內(nèi)部的移動(dòng)通信能力，提升小區(qū)吞吐量。LTE-A系統(tǒng)中采用的8 × 8 MIMO（多入多出技術(shù)，Multiple-Input Multiple-Output）。

    CoMP（協(xié)同多點(diǎn)傳輸，Coordinated Multiple Points）技術(shù)，多個(gè)基站可以協(xié)同參與為一個(gè)終端傳輸數(shù)據(jù)或者聯(lián)合接收一個(gè)終端發(fā)送的數(shù)據(jù)。尤其在小區(qū)覆蓋的邊緣區(qū)域，系統(tǒng)可將用戶(hù)置于幾個(gè)基站的同一頻率上，幾個(gè)基站同時(shí)為該用戶(hù)服務(wù)，降低小區(qū)間干擾，提升邊緣用戶(hù)的覆蓋性能和頻譜效率。

   使用中繼點(diǎn)來(lái)延伸覆蓋，提高小區(qū)邊緣吞吐率。

    LTE-A和WiMAX 2.0采用SON（自組織網(wǎng)絡(luò)，Self-Organizing Networks）技術(shù)組網(wǎng)，利于操作、維護(hù)費(fèi)用的降低和系統(tǒng)性能的提升。

4 LTE和WiMAX的技術(shù)差異

    由上節(jié)所述，LTE和WiMAX在系統(tǒng)架構(gòu)和設(shè)計(jì)目標(biāo)方面具有許多技術(shù)方面的相似之處，例如：都采用了基于扁平IP架構(gòu)的OFDMA技術(shù)，通過(guò)應(yīng)用各項(xiàng)技術(shù)達(dá)到甚至超過(guò)了IMT-A系統(tǒng)的性能要求。然而，這兩種標(biāo)準(zhǔn)間也存在著許多技術(shù)上的差異。WiMAX 1.0相對(duì)于LTE系統(tǒng)，以及WiMAX 2.0相對(duì)于LTE-A系統(tǒng)的技術(shù)差異主要有以下幾方面：

    1) 雙工模式：LTE和WiMAX技術(shù)都能夠支持TDD和FDD兩種雙工模式。雖然移動(dòng)通信技術(shù)經(jīng)過(guò)幾代的發(fā)展，但FDD模式仍是大多數(shù)電信公司的主流選擇。而TD-LTE是中國(guó)國(guó)自主提出的3G標(biāo)準(zhǔn)——TD-SCDMA演進(jìn)而來(lái)，近年來(lái)才逐漸受到關(guān)注。另一方面，WiMAX至始至終聚焦在TDD，將來(lái)最有可能與WiMAX技術(shù)結(jié)合的LTE標(biāo)準(zhǔn)是TD-LTE。

    2) 頻譜方面：LTE和LTE-A使用的是得到許可證的IMT-2000的頻段，例如700、900、1800、2100或2600 MHz頻段。而WiMAX使用的頻段是2.3、2.5、3.5或5.8 GHz。LTE系統(tǒng)可用頻段相對(duì)較低，相比較WiMAX具有明顯的覆蓋優(yōu)勢(shì)，增大了LTE技術(shù)用于公共廣域網(wǎng)的機(jī)會(huì)。目前也有一些運(yùn)營(yíng)商已經(jīng)開(kāi)始嘗試?yán)�用自己所擁有的WiMAX頻段部署LTE網(wǎng)絡(luò)。

    3) 子載波間隔：LTE系統(tǒng)的子載波間隔為15KHz，WiMAX 2.0系統(tǒng)的子載波間隔為10.94KHz。較大的子載波間隔，使得LTE系統(tǒng)對(duì)多普勒頻移有更大的容忍度，支持的用戶(hù)終端的移動(dòng)速度也將更高。LTE系統(tǒng)可以支持終端移動(dòng)速度為350kmph，而WiMAX 1.0系統(tǒng)支持的最大速度僅為120kmph，直到WiMAX 2.0系統(tǒng)才能夠支持到350kmph。

    4) 接入技術(shù)：LTE-A系統(tǒng)采用的下行接入技術(shù)OFDMA，上行接入技術(shù)為SC-FDMA（單載波頻分多址，Single-carrier Frequency-Division Multiple Access）。SC-FDMA相比較OFDMA來(lái)說(shuō)，PAPR（峰均比，Peak-to-Average-Power-Ratio）能夠降低3~5dB。因此SC-FDMA技術(shù)能夠改善上行鏈路質(zhì)量，提升網(wǎng)絡(luò)覆蓋能力和小區(qū)邊緣用戶(hù)的吞吐率。WiMAX 2.0系統(tǒng)的上下行鏈路均采用的是SOFDMA技術(shù)。相對(duì)于SC-FDMA，OFDM的主要優(yōu)勢(shì)能夠?qū)�抗多徑信�?hào)傳播，使其尤其適用于寬帶通信系統(tǒng)[15]。

    除了以上幾各方面，文獻(xiàn)[16]從安全和企業(yè)IP網(wǎng)絡(luò)整合兩個(gè)方面，對(duì)LTE和WiMAX應(yīng)用于企業(yè)環(huán)境時(shí)的異同之處進(jìn)行了對(duì)比分析。研究結(jié)果表明LTE和WiMAX技術(shù)都可以用于下一代移動(dòng)企業(yè)網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)和發(fā)展。在安全性方面，由于WiMAX的認(rèn)證協(xié)議，使得WiMAX天生就能滿(mǎn)足企業(yè)的安全要求。

    所以可以得出結(jié)論，LTE的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)移動(dòng)性、數(shù)據(jù)吞吐量和系統(tǒng)容量的關(guān)注度極高。這些因素固然重要，但相對(duì)于其他一些因素，這些因素可能不會(huì)影響一個(gè)技術(shù)的普及。對(duì)于這一問(wèn)題，我們將在第5節(jié)中進(jìn)行討論。

5 其他方面的差異和影響因素

    除了技術(shù)方面的差異外，運(yùn)營(yíng)商和監(jiān)管等因素的調(diào)整和制約，也會(huì)導(dǎo)致LTE和WiMAX之間相互的優(yōu)勢(shì)地位發(fā)生改變。

    相對(duì)于LTE的商用，WiMAX網(wǎng)絡(luò)的出現(xiàn)和部署要更早。在美國(guó)，由Clearwire公司和Sprinit公司合伙部署WiMAX的商用網(wǎng)絡(luò)。在韓國(guó)、俄羅斯、日本等國(guó)的許多大公司也都在部署和推廣WiMAX網(wǎng)絡(luò)。由于固定線(xiàn)路基礎(chǔ)設(shè)施的缺乏，諸如印度這樣的發(fā)展中國(guó)家發(fā)現(xiàn)，即使是非移動(dòng)版本的WiMAX技術(shù)也能夠滿(mǎn)足他們對(duì)寬帶網(wǎng)絡(luò)需求[17]。

    WiMAX采用TDD技術(shù)，因此不需要使用成對(duì)的頻譜資源資源，同時(shí)上下行鏈路在時(shí)隙分配上也具有很大靈活性，更適合于數(shù)據(jù)傳輸。這使得WiMAX替代有線(xiàn)DSL網(wǎng)絡(luò)成為可能。另一方面，移動(dòng)通信運(yùn)營(yíng)商建設(shè)的3GPP 2G、3G和LTE網(wǎng)絡(luò)，仍需要分別為上下行鏈路配置單獨(dú)的頻帶，因此頻譜租賃和設(shè)備成本都非常昂貴，當(dāng)然TD-LTE網(wǎng)絡(luò)除外。

    為了追求更高的性能，IEEE的一系列WiMAX版本，都是模塊化的獨(dú)立的標(biāo)準(zhǔn)體系，這使得它與3GPP標(biāo)準(zhǔn)間的兼容性無(wú)法實(shí)現(xiàn)。例如WiMAX 2.0（4G版WiMAX）不支持傳統(tǒng)的3GPP的設(shè)備，這意味著不能切換到2G（GSM）和3G（UMTS）網(wǎng)絡(luò)。但是另一方面，3GPP則為歐洲、北美和中國(guó)主導(dǎo)的2、3G標(biāo)準(zhǔn)向LTE的演進(jìn)提供了清晰的思路，同時(shí)LTE-A能夠后向兼容以前所有的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。因此，世界上部署了3GPP網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)營(yíng)商會(huì)發(fā)現(xiàn)它們的網(wǎng)絡(luò)易于升級(jí)，而且它們能將自己已經(jīng)獲取頻譜資源用于LTE網(wǎng)絡(luò)，例如2G設(shè)備退網(wǎng)后的2G頻譜，這就是一個(gè)非常好的商業(yè)案例。

    中國(guó)將依照自己制定的演進(jìn)路線(xiàn)，實(shí)現(xiàn)其主導(dǎo)的3G標(biāo)準(zhǔn)——TD-SCDMA向LTE-A的平滑演進(jìn)[18]。為了節(jié)約投資，并能夠充分利用現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)設(shè)施，中國(guó)在制定TD-LTE標(biāo)準(zhǔn)的時(shí)候就充分結(jié)合TD-SCDMA的技術(shù)特點(diǎn)，確保TD-LTE能夠后向兼容TD-SCDMA，實(shí)現(xiàn)TD-SCDMA技術(shù)的平滑演進(jìn)。與此同時(shí)，由于WiMAX支持的頻譜非常有限，使得已經(jīng)部署了3GPP網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)營(yíng)商很難轉(zhuǎn)向WiMAX網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)。

    盡管WiMAX在其早期階段取得了一定的優(yōu)勢(shì)，但最終的贏家還是LTE。LTE的成功主要是因?yàn)橹С旨夹g(shù)的后向兼容性，這奠定了它能夠擁有雄厚的用戶(hù)資源，盡管這些客戶(hù)中有許多還僅僅使用的是2G網(wǎng)絡(luò)。表1將3GPP的LTE和IEEE 802.16到WiMAX的演進(jìn)過(guò)程進(jìn)行對(duì)比。IEEE標(biāo)準(zhǔn)的優(yōu)勢(shì)是一開(kāi)始就采用OFDMA技術(shù)、提供高速率的數(shù)據(jù)傳輸、全I(xiàn)P化、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)扁平化等，首先局部區(qū)域的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)接入服務(wù)，在取得成功后，向支持移動(dòng)性和語(yǔ)音通話(huà)的方向發(fā)展。另一方面，與WiMAX的發(fā)展路線(xiàn)正好相反，3GPP的目標(biāo)首先是提供廣覆蓋和無(wú)處不在的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，隨后逐漸采用一些新技術(shù)，如WiMAX一開(kāi)始就用到的OFDMA、TDD、全I(xiàn)P、扁平化的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、高傳輸速率等，使得3GPP首先獲得了巨大的用戶(hù)群體，然后又能夠充分利用WiMAX已經(jīng)成熟的關(guān)鍵技術(shù)。在種種這些因素的綜合作用下，LTE取得了成功。

　　6 LTE和WiMAX的未來(lái)

    扁平化的網(wǎng)絡(luò)、全I(xiàn)P、TDD等先進(jìn)技術(shù)和理念使得WiMAX比LTE具有一定的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。3GPP從純電路交換的2G技術(shù)，演進(jìn)到半分組交換的2.5G和3G技術(shù)，最終演進(jìn)為全分組交換的LTE和LTE-A。一開(kāi)始電信運(yùn)營(yíng)商服務(wù)對(duì)象就是大眾客戶(hù)，目標(biāo)是建設(shè)公共網(wǎng)絡(luò)和實(shí)現(xiàn)廣覆蓋。而WiMAX的目標(biāo)是為細(xì)分市場(chǎng)提供寬帶服務(wù)。連同上網(wǎng)討論的一些因素，是人們意識(shí)到，WiMAX技術(shù)缺乏與其它技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)間的兼容性，WiMAX標(biāo)準(zhǔn)體系過(guò)于孤立，在3GPP的系列標(biāo)準(zhǔn)面前，尤其是備受關(guān)注的LTE面前失去了應(yīng)有的競(jìng)爭(zhēng)力。為應(yīng)對(duì)這種局面，WiMAX論壇已經(jīng)制定多個(gè)計(jì)劃，其中的一個(gè)就是促進(jìn)與LTE技術(shù)的融合。

6.1 WiMAX的未來(lái)

    WiMAX未來(lái)的發(fā)展方向主要有3個(gè)不同的方向：

    1) 與LTE或其它多址技術(shù)相結(jié)合。2012年年底，WiMAX論壇采納了WiMAX與LTE和諧共存的建議[19]。WiMAX 2.2將聚焦在與多種無(wú)線(xiàn)接入技術(shù)的兼容性方面以及載波聚合和負(fù)載平衡等關(guān)鍵技術(shù)。預(yù)計(jì)能同時(shí)支持WiMAX和LTE兩種標(biāo)準(zhǔn)和多種接入技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)將在2014年年內(nèi)出現(xiàn)。

    2) 無(wú)線(xiàn)以太網(wǎng)。WiMAX技術(shù)將被用于航空、能源、電力等這種對(duì)可靠性、安全性、帶寬有較高要求的專(zhuān)有網(wǎng)絡(luò)細(xì)分市場(chǎng)上，用于對(duì)它們自身的管理。這就是所謂的無(wú)線(xiàn)以太網(wǎng)。

    3) 對(duì)于那些已經(jīng)獲得了TDD頻譜牌照的運(yùn)營(yíng)商來(lái)說(shuō)，堅(jiān)持部署WiMAX網(wǎng)絡(luò)。在日本、韓國(guó)、馬來(lái)西亞和美國(guó)等這樣的傳統(tǒng)市場(chǎng)中，其市場(chǎng)發(fā)展在未來(lái)一段時(shí)間內(nèi)仍將繼續(xù)增長(zhǎng)。日本最大的WiMAX運(yùn)營(yíng)商UQ和馬來(lái)西亞的運(yùn)營(yíng)商YTEL已經(jīng)有了持續(xù)部署WiMAX 2.0網(wǎng)絡(luò)的計(jì)劃。

    無(wú)線(xiàn)技術(shù)是解決能源、航空這種場(chǎng)景覆蓋問(wèn)題的最佳解決方案。這為WiMAX提供了應(yīng)一個(gè)可選擇的發(fā)展方向，即為專(zhuān)用網(wǎng)絡(luò)定制方案，在這樣的細(xì)分市場(chǎng)進(jìn)一步發(fā)展。2013年年初正式發(fā)布的WiGRID是一種基于IEEE 802.16e的廣域網(wǎng)技術(shù)[20]。它能夠滿(mǎn)足能源、電力行業(yè)對(duì)服務(wù)網(wǎng)絡(luò)高實(shí)時(shí)性和高安全性的要求，為智能電網(wǎng)或能源系統(tǒng)的遙測(cè)、監(jiān)控和管理提供網(wǎng)絡(luò)技術(shù)支撐[21]。為了能夠支撐這類(lèi)服務(wù)，WiMAX仍需要一步優(yōu)化上行鏈路，減少時(shí)延、擴(kuò)大覆蓋范圍，增強(qiáng)覆蓋能力[20]，其設(shè)備能力也要能夠支持1.4 GHz、1.8 GHz、2.3 GHz、3.65 GHz和5.8 GHz等多個(gè)常用頻段[20]。在面對(duì)用擁塞問(wèn)題時(shí)，公用WiMAX、LTE和3GPP的其它網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)所能提供的服務(wù)可靠性也是不一樣的，WiMAX能有效避免網(wǎng)絡(luò)擁塞。另一方面，公共蜂窩網(wǎng)絡(luò)可用于智能計(jì)量服務(wù)，因?yàn)楣�共蜂窩網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)覆蓋較好，同時(shí)這種應(yīng)用對(duì)網(wǎng)絡(luò)的時(shí)延和安全性要求也相對(duì)較低[22]，配電站的監(jiān)測(cè)則建議采用基于WiMAX技術(shù)的專(zhuān)用無(wú)線(xiàn)系統(tǒng)。例如文獻(xiàn)[22]中提出了WiMAX可以與SCADA（數(shù)據(jù)采集與視頻監(jiān)控系統(tǒng)，Supervisory Control And Data Acquisition）共用223~225 MHz的頻譜資源的建議，僅需要對(duì)WiMAX的MAC（媒介訪(fǎng)問(wèn)控制，Media Access Control）層和物理層協(xié)議進(jìn)行簡(jiǎn)單的修改，實(shí)現(xiàn)對(duì)干擾的處理即可。

    AeroMACS技術(shù)是WiMAX技術(shù)的一種，可用于機(jī)場(chǎng)的基礎(chǔ)通訊設(shè)施的建設(shè)。在運(yùn)輸業(yè)、石油業(yè)以及天然氣業(yè)等與其類(lèi)似的細(xì)分市場(chǎng)中，也有相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)需求。另外，基于WiMAX的無(wú)線(xiàn)以太網(wǎng)視訊分享技術(shù)也可以為移動(dòng)醫(yī)療等類(lèi)似應(yīng)用提供支撐。

    WiMAX向LTE融合的目的是，打開(kāi)無(wú)線(xiàn)接入技術(shù)和產(chǎn)業(yè)體系大門(mén)，超越WiMAX 1.0和2.0[23]。隨著網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)，WiMAX 2.2標(biāo)準(zhǔn)會(huì)使運(yùn)營(yíng)商具備靈活利用IP寬帶數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的能力，并使其網(wǎng)絡(luò)能夠支持采用其他帶無(wú)線(xiàn)接入技術(shù)的設(shè)備，包括TD-LTE設(shè)備 (WiMAX/LTE雙模設(shè)備)。TD-LTE對(duì)WiMAX運(yùn)營(yíng)商的影響，用WiMAX論壇主席的話(huà)說(shuō)就是[24]：“我沒(méi)有看到TD-LTE網(wǎng)絡(luò)的出現(xiàn)會(huì)讓W(xué)iMAX網(wǎng)絡(luò)退出市場(chǎng)。我認(rèn)為，在一定時(shí)期內(nèi)將形成WiMAX和TD-LTE相互補(bǔ)充、并行發(fā)展的網(wǎng)絡(luò)格局。至于這個(gè)時(shí)期能夠持續(xù)多久，時(shí)間會(huì)告訴你�！�

    向LTE融合過(guò)程，必須要對(duì)各級(jí)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的軟件和硬件進(jìn)行升級(jí)，包括核心網(wǎng)、傳輸網(wǎng)以及為多模異構(gòu)接入技術(shù)提供支撐的各種設(shè)備。由于WiMAX網(wǎng)絡(luò)的用戶(hù)規(guī)模遠(yuǎn)小于3GPP運(yùn)營(yíng)商，融入3GPP會(huì)為WiMAX運(yùn)營(yíng)商帶來(lái)巨大的用戶(hù)資源和豐富的產(chǎn)業(yè)體系，對(duì)于融合過(guò)程中所產(chǎn)生的費(fèi)用，運(yùn)營(yíng)商是樂(lè)意接受的。相反，這種融合也會(huì)為3GPP運(yùn)營(yíng)商獲得原先WiMAX用戶(hù)資源的一個(gè)機(jī)會(huì)。雖然WiMAX在某些亞洲國(guó)家發(fā)展勢(shì)頭強(qiáng)勁，但這很大程度上是由于這一技術(shù)在航空和運(yùn)輸?shù)燃?xì)分專(zhuān)用市場(chǎng)的應(yīng)用取得了成功，而不是大眾網(wǎng)絡(luò)市場(chǎng)。只有成功地與LTE融合， WiMAX才能在服務(wù)原有細(xì)分專(zhuān)用市場(chǎng)的同時(shí)，還能服務(wù)于大眾網(wǎng)絡(luò)市場(chǎng)。這看起來(lái)更像是一個(gè)獨(dú)特的合作，即替代競(jìng)爭(zhēng)方法本身的方法就是接受競(jìng)爭(zhēng)。

6.2 LTE的未來(lái)

    3GPP提供了一個(gè)現(xiàn)有技術(shù)平滑演進(jìn)到LTE和LTE-A的方案。經(jīng)過(guò)大量研究取得的成果會(huì)在近年新的3GPP版本中進(jìn)行公布。即將發(fā)布的3GPP R12及其后續(xù)版本同產(chǎn)業(yè)級(jí)探索（如何提升移動(dòng)寬帶的實(shí)用性？如何提供更穩(wěn)定的服務(wù)質(zhì)量？如何在頻譜資源稀缺的情況下滿(mǎn)足急速增長(zhǎng)的數(shù)據(jù)需求？）一樣，意義重大[25]。

    目前的無(wú)線(xiàn)寬帶網(wǎng)絡(luò)，信號(hào)覆蓋不連續(xù)，數(shù)據(jù)速率飄忽不定。3GPP R12及R13的設(shè)計(jì)目標(biāo)就是提供一個(gè)穩(wěn)定的無(wú)線(xiàn)寬帶網(wǎng)絡(luò)，也就是這個(gè)網(wǎng)絡(luò)能夠隨時(shí)隨地地滿(mǎn)足持續(xù)呈指數(shù)增長(zhǎng)的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)需求。2012年，當(dāng)在斯洛文尼亞召開(kāi)的3GPP TSG全會(huì)結(jié)束后，Keith Mallinson在他的文章《2020 Vision for LTE》[26]中提到了一組數(shù)字3×6×56 = 1008，即預(yù)計(jì)到2020年，LTE系統(tǒng)所占用的頻譜資源將達(dá)到目前的3倍，系統(tǒng)頻譜效率將達(dá)到目前的6倍，平均小區(qū)密度將達(dá)到目前的56倍。未來(lái)將有許多技術(shù)[10,11,26,27]，使得這一巨大的變化成為可能。未來(lái)LTE技術(shù)的變化主要有以下幾方面：

    1) 更大的系統(tǒng)帶寬，更高階的3D-MIMO技術(shù)，高階調(diào)制，微小區(qū)等措施，都能使的小區(qū)的峰值速率、平均速率及小區(qū)邊緣的速率實(shí)現(xiàn)倍增。

    2) 宏蜂窩小區(qū)將位于多層網(wǎng)絡(luò)的頂層，在它的覆蓋范圍內(nèi)，隨機(jī)分布著大量的Micro小區(qū)、Pico小區(qū)以及Femto小區(qū)，這些小區(qū)使用的頻帶都比宏蜂窩小區(qū)高。逐漸形成混合型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。這種體系結(jié)構(gòu)有助于均衡高流量小區(qū)的業(yè)務(wù)量，從而提高系統(tǒng)總體吞吐量。也有利于減少覆蓋空洞，提升對(duì)室內(nèi)高流量業(yè)務(wù)的支撐能力，但是對(duì)不同類(lèi)型小區(qū)間的移動(dòng)性以及ICIC（小區(qū)間干擾協(xié)調(diào)，Inter-Cell Interference Coordination）處理效率要求更高。在3GPP運(yùn)營(yíng)商的網(wǎng)絡(luò)中，和femto小區(qū)技術(shù)一樣，無(wú)線(xiàn)WIFI（無(wú)線(xiàn)保真，WirelessFidelity）將在為數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)熱點(diǎn)或室內(nèi)用戶(hù)提供寬帶支撐方面發(fā)揮越來(lái)越重要的作用。

    3) 對(duì)TDD-LTE技術(shù)更為依賴(lài)，需要進(jìn)一步增強(qiáng)上下行間的干擾控制和業(yè)務(wù)分配。

    4) 在基站側(cè)配置8個(gè)接收天線(xiàn)，使用交叉極化天線(xiàn)和更高的載波頻率，進(jìn)一步改進(jìn)上行鏈路性能。

    5) 采用3D-MIMO和大規(guī)模天線(xiàn)的波束賦形技術(shù)。天線(xiàn)陣列的元件多達(dá)64個(gè)，使得扇區(qū)內(nèi)的頻率實(shí)現(xiàn)再利用，獲得額外的頻率增益。

7 結(jié)論

    本文旨在比較LTE和WiMAX這兩種無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)，從技術(shù)角度論述了LTE在它和WiMAX在關(guān)于未來(lái)公共網(wǎng)絡(luò)市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)中取得勝利的因素。文章還對(duì)這兩種技術(shù)的未來(lái)方向進(jìn)行了展望。

    本文首先回顧了這兩種技術(shù)的演進(jìn)歷程。LTE從無(wú)線(xiàn)電話(huà)標(biāo)準(zhǔn)演進(jìn)而來(lái)，WiMAX是由數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)而來(lái)。移動(dòng)通信技術(shù)由以語(yǔ)音業(yè)務(wù)為中心逐漸轉(zhuǎn)向以數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)為中心，而WiMAX技術(shù)一開(kāi)始就聚焦于寬帶數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，后期才開(kāi)始提供語(yǔ)音服務(wù)。這兩種技術(shù)都采用了扁平化的全I(xiàn)P網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、多址接入技術(shù)和雙工模式。二者技術(shù)上的不同之處主要在于：所分配的頻率資源不同、子載波間隔不同、幀結(jié)構(gòu)不同以及上行接入技術(shù)不同等。LTE能夠支持更高的吞吐量、系統(tǒng)容量和移動(dòng)性。

    影響這兩種技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)之間競(jìng)爭(zhēng)力的因素不僅僅是技術(shù)方面的，其他方面的因素對(duì)最終的競(jìng)爭(zhēng)結(jié)果也會(huì)造成影響。最終的結(jié)果是：人們意識(shí)到，WiMAX必須與LTE相融合，而不是繼續(xù)競(jìng)爭(zhēng)。這就決定了WiMAX未來(lái)的演進(jìn)方向。另外，WiMAX也可以朝著向航空、運(yùn)輸、能源這樣的細(xì)分市場(chǎng)提供專(zhuān)用無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)接入技術(shù)服務(wù)的方向發(fā)展，因?yàn)榛�于WiMAX技術(shù)的專(zhuān)用網(wǎng)絡(luò)可以有效避免網(wǎng)絡(luò)擁塞情況的出現(xiàn)。WiMAX與LTE技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的融合，也可以使WiMAX運(yùn)營(yíng)商既能服務(wù)細(xì)分專(zhuān)用網(wǎng)絡(luò)市場(chǎng)，又能提供公共服務(wù)。WiMAX論壇目前正在不斷完善標(biāo)準(zhǔn)，為實(shí)現(xiàn)WiMAX系列標(biāo)準(zhǔn)與LTE相融合而努力。從終端到基站，再到核心網(wǎng)，許多軟件和硬件都需要進(jìn)行調(diào)整，使得系統(tǒng)能夠支持多種通信標(biāo)準(zhǔn)，提升系統(tǒng)的反向兼容能力。在公共廣覆蓋網(wǎng)絡(luò)建設(shè)方面，留給WiMAX的機(jī)會(huì)已經(jīng)不多，WiMAX的持續(xù)發(fā)展，在很大程度要依賴(lài)于其在航空和運(yùn)輸?shù)燃?xì)分專(zhuān)用市場(chǎng)方面取得的成功，而不是大眾網(wǎng)絡(luò)市場(chǎng)。

    另一方面，3GPP一直在積極改進(jìn)LTE和其它現(xiàn)有技術(shù)的服務(wù)能力。兩個(gè)新的技術(shù)版本——3GPP R12和R13正在編寫(xiě)中。改進(jìn)的目標(biāo)是不斷提升系統(tǒng)覆蓋能力，提供更高速、穩(wěn)定的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)，以滿(mǎn)足數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)需求的爆炸是增長(zhǎng)。多項(xiàng)技術(shù)改進(jìn)和新技術(shù)被提出，用于3D扇區(qū)、微小區(qū)、ICIC、多模TDD等關(guān)鍵技術(shù)的實(shí)現(xiàn)。可以說(shuō)，在不久的將來(lái)，LTE將在公共移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展方面成為有主導(dǎo)地位的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，而WiMAX在專(zhuān)用網(wǎng)絡(luò)發(fā)展領(lǐng)域?qū)⒕哂懈�多的發(fā)展機(jī)會(huì)。

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作者：茹慧芳 王卓 來(lái)源：通信世界網(wǎng)