LTE-A和802.16m的對比與淺析

【摘要】4G標(biāo)準(zhǔn)的確定已經(jīng)討論多年，其中LTE-A和802.16m兩種標(biāo)準(zhǔn)最受關(guān)注，目前雖然LTE-A獲得了多數(shù)運營商和設(shè)備商的支持，但802.16m以其性能上的表現(xiàn)，在未來的4G的發(fā)展上，必將占有一席之地。針對二者在技術(shù)及當(dāng)前發(fā)展上的優(yōu)劣，進(jìn)行了比較分析。

【關(guān)鍵詞】LTE-A802.16m4G

目前，國際上主流的4G技術(shù)主要是LTE-Advanced和802.16m兩種技術(shù)，LTE-Advanced得到國際主要通信運營企業(yè)和制造企業(yè)的廣泛支持，802.16m也獲得部分芯片、網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品制造企業(yè)的聯(lián)合推薦。

一、演進(jìn)

WiMAX（全球微波接入兼容），是WiMAX論壇仿照WiFi在全球市場成功的模式而在IEEE定義的802.16系列標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上定義的。802.16在設(shè)計之初，是定位在固定無線傳輸?shù)囊环N寬帶技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。而在2005年12月7日最終凍結(jié)的802.16e（正式名稱叫802.16-2005）在原來802.16d的基礎(chǔ)上增加了移動性，保證802.16e接入設(shè)備能夠在基站之間切換，從而也成為新一代WMAN寬帶無線接入標(biāo)準(zhǔn)，而且是具有移動性的標(biāo)準(zhǔn)，一般也稱作Mobile WiMAX。802.16m又稱為WirelessMAN-Advanced或WiMax-2，是繼802.16e后的第二代移動WiMax國際標(biāo)準(zhǔn)。其演進(jìn)路徑如下表。

wiMAX產(chǎn)業(yè)正面臨著一個極好的市場機會，因為它是目前第一個進(jìn)入商用的基于MIMO、OFDM的系統(tǒng)，其在OFDMA上是先行了一步，可以預(yù)見今后WiMAX系列產(chǎn)品的升級道路是比較順暢的。目前在北美、臺灣及日本等地有較多用戶。

而目前廣泛使用3G網(wǎng)絡(luò)，WCDMA、TD-CDMA和CDMA2000都已形成了自己向4G的演進(jìn)路徑，如下圖所示：

WCDMA是全球3G技術(shù)中用戶最廣（GSM系技術(shù)擁有全球85%移動用戶）、技術(shù)和商業(yè)應(yīng)用最成熟的，其運營商遵循WCDMA、HSPA、LTE演進(jìn)路線。HSDPA和HSUPA統(tǒng)稱HSPA，后者上行速率更快，中國聯(lián)通采用HSPA技術(shù)，其中大城市使用HSUPA，HSPA后的HSPA+技術(shù)也已經(jīng)開始在澳大利亞、新加坡等地開始建設(shè)，速率高達(dá)21Mbps。

TD-SCDMA是我國自主3G標(biāo)準(zhǔn)，2000年5月，ITU（國際電信聯(lián)盟）公布TD-SCDMA正式成為ITU第三代移動通信標(biāo)準(zhǔn)3G國際標(biāo)準(zhǔn)的一個組成部分，與歐洲WCDMA、美國CDMA2000并列為三大主流3G國際標(biāo)準(zhǔn)。TD-HSDPA是TD-SCDMA的下一步演進(jìn)技術(shù)，采用TDD方式。作為后3G的HSDPA技術(shù)可以同時適用于WCDMA和TD-SCDMA兩種不同制式。TD-HSDPA后，TD也將實現(xiàn)TD-HSUPA，上行速率2.2Mbps，最后講演進(jìn)到LTETDD。

EV-DO是CDMA技術(shù)的升級，相對GSM/WCDMA，CDMA/EV-DO的部署要少得多，設(shè)備廠家和終端廠商也較少，產(chǎn)業(yè)鏈基本由美國高通一家把控。目前，全球CDMA投資急劇萎縮，CDMA的技術(shù)演進(jìn)已經(jīng)基本達(dá)成共識，除了一部分轉(zhuǎn)網(wǎng)建設(shè)HSPA，相當(dāng)數(shù)量的CDMA運營商還是會升級到EV-DO Rev.A，并最終演進(jìn)到LTE；高通已經(jīng)放棄發(fā)展UMB（EV-DO Rev.C）技術(shù)。

對比802.16m和LTE-A的演進(jìn)路徑，可以看出LTE-A的演進(jìn)路徑偏復(fù)雜，802.16m則相對簡單，對應(yīng)的成本也相對低廉。由于LTE重新定義了空中接口和核心網(wǎng)絡(luò)，摒棄了CDMA技術(shù)而采用OFDM技術(shù)，只支持分組域。

二、速率和移動性

802.16m是由WIMAX發(fā)展而來，而WIMAX的設(shè)計之初是為固定無線傳輸標(biāo)準(zhǔn)，在采用一些新型技術(shù)后，802.16m在移動性方面，也能完全能適應(yīng)高速傳輸場景。LTE-A本身就是從移動網(wǎng)絡(luò)演變而來，故不存在移動性方面的問題。

三、OFDM

OFDM由多載波調(diào)制（MCM）發(fā)展而來，OFDM技術(shù)是多載波傳輸方案的實現(xiàn)方式之一，它的調(diào)制和解調(diào)是分別基于快速傅立葉反變換（IFFT）和快速傅立葉變換（FFT）來實現(xiàn)的，是實現(xiàn)復(fù)雜度最低、應(yīng)用最廣的一種多載波傳輸方案。在傳統(tǒng)的頻分復(fù)用系統(tǒng)中，各載波上的信號頻譜是沒有重疊的，以便接收端利用傳統(tǒng)的濾波器分離和提取不同載波上的信號。OFDM系統(tǒng)是將數(shù)據(jù)符號調(diào)制在傳輸速率相對較低的、相互之間具有正交性的多個并行子載波上進(jìn)行傳輸。它允許子載波頻譜部分重疊，接收端利用各子載波間的正交性恢復(fù)發(fā)送的數(shù)據(jù)。

四、總結(jié)

802.16m和LTE-A的都是為了滿足人們對無線傳輸速率日益增長的需求和高速移動性的要求，而出現(xiàn)的下一代無線標(biāo)準(zhǔn)，其核心技術(shù)都采用了OFDM和MIMO，傳輸速率也相差無幾，雖然從WIMAX到802.16m的演進(jìn)成本相對偏低，但當(dāng)前WIMAX的使用量偏小，而當(dāng)前廣泛使用的3G標(biāo)準(zhǔn)的演進(jìn)方向都是LTE-A，但演進(jìn)路徑相對繁瑣，成本偏高，故兩種標(biāo)準(zhǔn)的后續(xù)推廣各有優(yōu)劣，且兩種標(biāo)準(zhǔn)都在進(jìn)一步的優(yōu)化之中，所以可以預(yù)見，將來兩種標(biāo)準(zhǔn)都將在通信領(lǐng)域占有重要的位置。