第一課：什么是4G和LTE? 

什么是4G 和LTE ？與以往的技術(shù)有什么區(qū)別

2013-06-04  

認識4G

要學習4G，就要知道什么是 4G，4G 就是第四代移動通信系統(tǒng)。第四代移

動通信系統(tǒng)可稱為廣帶接入和分布式網(wǎng)絡(luò)，其網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)將是一個采用全IP的網(wǎng)

絡(luò)結(jié)構(gòu)。4G 網(wǎng)絡(luò)采用許多關(guān)鍵技術(shù)來支撐，包括：正交頻率復用技術(shù)

（Orthogonal Frequency Division Multiplexing，OFDM ），多載波調(diào)制技

術(shù)，自適應(yīng)調(diào)制和編碼（Adaptive Modulation and Coding，AMC）技術(shù)，

MIMO 和智能天線技術(shù)，基于 IP的核心網(wǎng)，軟件無線電技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化和安

全性等。另外，為了與傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)需要用網(wǎng)關(guān)建立網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)，所以4G 將

是一個復雜的多協(xié)議網(wǎng)絡(luò)。

第四代移動通信系統(tǒng)具有如下特征：

◆ 傳輸速率更快：對于大范圍高速移動用戶（250km/h）數(shù)據(jù)速率為 2Mbps；

對于中速移動用戶（60km/h ）數(shù)據(jù)速率為 20Mbps ；對于低速移動用戶（室內(nèi)

或步行者），數(shù)據(jù)速率為100Mbps；

◆ 頻譜利用效率更高：4G 在開發(fā)和研制過程中使用和引入許多功能強大的突

破性技術(shù)，無線頻譜的利用比第二代和第三代系統(tǒng)有效得多，而且速度相當快，

下載速率可達到5Mbps~10Mbps ；

◆ 網(wǎng)絡(luò)頻譜更寬：每個4G 信道將會占用100MHz或是更多的帶寬，而 3G 網(wǎng)

絡(luò)的帶寬則在5~20MHz 之間；

◆ 容量更大：4G 將采用新的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)（如空分多址技術(shù)等）來極大地提高系

統(tǒng)容量，以滿足未來大信息量的需求；

◆ 靈活性更強：4G 系統(tǒng)采用智能技術(shù)，可自適應(yīng)地進行資源分配，采用智能

信號處理技術(shù)對信道條件不同的各種復雜環(huán)境進行信號的正常收發(fā)。另外，用戶

將使用各式各樣的設(shè)備接入到4G 系統(tǒng)；

◆ 實現(xiàn)更高質(zhì)量的多媒體通信：4G 網(wǎng)絡(luò)的無線多媒體通信服務(wù)將包括語音、

數(shù)據(jù)、影像等，大量信息透過寬頻信道傳送出去，讓用戶可以在任何時間、任何

地點接入到系統(tǒng)中，因此4G 也是一種實時的寬帶的以及無縫覆蓋的多媒體移動

通信；

◆ 兼容性更平滑：4G 系統(tǒng)應(yīng)具備全球漫游，接口開放，能跟多種網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)，

終端多樣化以及能從第二代平穩(wěn)過渡等特點；

LTE：Long Term Evolution -- 3GPP長期演進

3GPP 長期演進(LTE: Long Term Evolution) 項目是近兩年來3GPP 啟動的最

大的新技術(shù)研發(fā)項目，這種以OFDM/FDMA為核心的技術(shù)可以被看作“準4G” 技

術(shù)或3.9G。3GPP LTE 項目的主要性能目標包括：在 20MHz 頻譜帶寬能夠提供

下行100Mbps、上行 50Mbps 的峰值速率；改善小區(qū)邊緣用戶的性能；提高小區(qū)

容量；降低系統(tǒng)延遲，用戶平面內(nèi)部單向傳輸時延低于5ms，控制平面從睡眠

狀態(tài)到激活狀態(tài)遷移時間低于50ms ，從駐留狀態(tài)到激活狀態(tài)的遷移時間小于

100ms；支持100Km 半徑的小區(qū)覆蓋；能夠為350Km/h 高速移動用戶提

供>100kbps的接入服務(wù)；支持成對或非成對頻譜，并可靈活配置1.25 MHz 到

20MHz 多種帶寬。

LTE （Long Term Evolution）是新一代寬帶無線移動通信技術(shù)。與 3G 采用的 CDMA

技術(shù)不同，LTE 以OFDM （正交頻分多址）和MIMO （多輸入多輸出天線）技術(shù)為基礎(chǔ)，

頻譜效率是3G 增強技術(shù)的2～3 倍。LTE 包括FDD和TDD兩種制式。LTE 的增強技術(shù)

（LTE-Advanced）是國際電聯(lián)認可的第四代移動通信標準。

正因為LTE 技術(shù)的整體設(shè)計都非常適合承載移動互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)，因此運營商都非常關(guān)注 LTE ，

并已成為全球運營商網(wǎng)絡(luò)演進的主流技術(shù)。

LTE的頻段

FDD-LTE主流頻段為1.8G/2.6G/及低頻段700MHz、800MHz。

TD-LTE主流頻段為2.6G/2.3GHz。

中國政府宣布將2500-2690Mhz共190Mhz的頻譜資源全部劃分給TDD，極大

地提振全球產(chǎn)業(yè)和市場對TD-LTE發(fā)展的信心，但700Mhz頻段在廣播電視模擬信

號中使用，廣電已明確表示不可能出讓。

LTE與以往移動通信系統(tǒng)的速率對比

無線蜂窩制式

GSM

CDMA 2000 （1x）

(EDGE)

下行速率  236kbps  153kbps

上行速率  118kbps  153kbps

無線蜂窩制式

CDMA 2000  TD-SCDMA  WCDMA

(EVDO RA)  (HSPA)  (HSPA)

下行速率  3.1Mbps  2.8Mbps  14.4Mbps

上行速率  1.8Mbps  2.2Mbps  5.76Mbps

無線蜂窩制式  TD-LTE  FDD-LTE

下行速率  100Mbps  150Mbps

上行速率  50Mbps  40Mbps

TD-LTE 和FDD-LTE 技術(shù)簡介，全球發(fā)展概況

2013-06-04  

TDD-LTE 與FDD-LTE 的介紹與區(qū)別

分別是4G 兩種不同的制式，一個是時分一個是頻分，簡單來說，TDD-LTE 上下行在

同一個頻點的時隙分配；FDD-LTE 上下行通過不同的頻點區(qū)分。

TDD(Time Division Duplexing)時分雙工技術(shù)，在移動通信技術(shù)使用的雙工技術(shù)

之一，與FDD相對應(yīng)。

在TDD模式的移動通信系統(tǒng)中，基站到移動臺之間的上行和下行通信使用

同一頻率信道(即載波)的不同時隙，用時間來分離接收和傳送信道，某個時間段

由基站發(fā)送信號給移動臺，另外的時間由移動臺發(fā)送信號給基站�；�站和移動臺

之間必須協(xié)同一致才能順利工作。       

TD-LTE 上行理論速率為 50Mbps ，下行理論速率為100Mbps.

FDD模式的特點是在分離的兩個對稱頻率信道上，進行接收和傳送，用保

證頻段來分離接收和傳送信道。LTE 系統(tǒng)中上下行頻率間隔可以達到 190MHz。

FDD（頻分雙工）是該技術(shù)支援的兩種雙工模式之一，應(yīng)用FDD（頻分雙工）

式的LTE 即為FDD-LTE 。由于無線技術(shù)的差異、使用頻段的不同以及各個廠家

的利益等因素，FDD-LTE 的標準化與產(chǎn)業(yè)發(fā)展都領(lǐng)先于TDD-LTE 。FDD-LTE

已成為當前世界上采用的國家及地區(qū)最廣泛的，終端種類最豐富的一種4G 標準。

FDD-LTE 上行理論速率為 40Mbps ，下行理論速率為150Mbps.

FDD與TDD工作原理  

    頻分雙工(FDD)  和時分雙工(TDD)  是兩種不同的雙工方式。如圖 1 所示，FDD是在分

離的兩個對稱頻率信道上進行接收和發(fā)送，用保護頻段來分離接收和發(fā)送信道。FDD必須

采用成對的頻率，依靠頻率來區(qū)分上下行鏈路，其單方向的資源在時間上是連續(xù)的。FDD

在支持對稱業(yè)務(wù)時，能充分利用上下行的頻譜，但在支持非對稱業(yè)務(wù)時，頻譜利用率將大大

降低。

    TDD 用時間來分離接收和發(fā)送信道。在TDD  方式的移動通信系統(tǒng)中,  接收和發(fā)送使用

同一頻率載波的不同時隙作為信道的承載,  其單方向的資源在時間上是不連續(xù)的，時間資源

在兩個方向上進行了分配。某個時間段由基站發(fā)送信號給移動臺，另外的時間由移動臺發(fā)送

信號給基站，基站和移動臺之間必須協(xié)同一致才能順利工作。

圖：FDD和TDD的工作原理

TDD 雙工方式的工作特點使 TDD具有如下優(yōu)勢：

（1）能夠靈活配置頻率，使用FDD  系統(tǒng)不易使用的零散頻段；

（2 ）可以通過調(diào)整上下行時隙轉(zhuǎn)換點，提高下行時隙比例，能夠很好的支持非對稱業(yè)務(wù)；

（3）具有上下行信道一致性，基站的接收和發(fā)送可以共用部分射頻單元，降低了設(shè)備成本；

（4）接收上下行數(shù)據(jù)時，不需要收發(fā)隔離器，只需要一個開關(guān)即可，降低了設(shè)備的復雜度；

（5）具有上下行信道互惠性，能夠更好的采用傳輸預處理技術(shù)，如預RAKE 技術(shù)、聯(lián)合

傳輸(JT) 技術(shù)、智能天線技術(shù)等,  能有效地降低移動終端的處理復雜性。

但是，TDD雙工方式相較于FDD，也存在明顯的不足：

（1）由于 TDD方式的時間資源分別分給了上行和下行，因此 TDD方式的發(fā)射時間大約只

有FDD的一半，如果 TDD要發(fā)送和FDD同樣多的數(shù)據(jù)，就要增大 TDD的發(fā)送功率；

（2）TDD系統(tǒng)上行受限，因此TDD基站的覆蓋范圍明顯小于FDD基站；

（3）TDD系統(tǒng)收發(fā)信道同頻，無法進行干擾隔離，系統(tǒng)內(nèi)和系統(tǒng)間存在干擾；

（4）為了避免與其他無線系統(tǒng)之間的干擾，TDD需要預留較大的保護帶，影響了整體頻譜

利用效率。

使用TDD和FDD技術(shù)在LTE應(yīng)用上的優(yōu)劣 

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LTE經(jīng)典培訓課程.pdf