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4G技术引爆新商机 带来用户新体验

2014-02-17洪蕾

中国信息化周报 2014年3期
关键词:信道运营商频率

洪蕾

2013年12月4日,工业和信息化部宣布针对三大运营商同时发布TD-LTE(LTE-TDD)牌照,三大运营商之间酝酿已久的4G战争正式开启。

4G是什么?对普通消费者,中国联通总经理陆益民用一个比喻来解答。“如果2G是乡村公路,3G就是两车道的高速,而4G就是四车道的高速。”

演进的驱动力

目前,经ITU认可的3G标准有WCDMA、CDMA2000和TD-SCDMA。与2G相比,3G不乏优点,但仍存在不尽人意之处:如3G缺乏全球统一标准;3G所采用的语音交换架构仍承袭2G系统的电路交换,而不是纯IP方式;3G业务的提供和业务管理不够灵活;3G的高速数据传输尚不成熟,接入速率有限;3G存在安全算法过多,认证协议容易被攻破等安全缺陷。在移动智能终端快速普及、移动互联网用户持续增长、移动应用需求多元化的刺激下,将无线技术整合到统一网络环境中,形成超三代移动通信系统和4G通信系统十分迫切。

世界很多组织给4G下了不同的定义,而ITU代表了传统移动蜂窝运营商对4G的看法,认为4G是基于IP协议的高速蜂窝移动网,现有的各种无线通信技术从现有3G演进,并在3GLTE阶段完成标准统一。ITU 4G要求传输速率比现有网络高1000倍,达到100Mbit/s。

在2005年10月的ITU-RWP8F第17次会议上,ITU给了4G技术一个正式的名称IMT-Advanced。按照ITU的定义,当前的WCDMA、HSDPA等技术可统称为IMT-2000技术;未来的新的空中接口技术,叫做IMT-Advanced技术。IMT-Advanced标准继续依赖3G标准组织已发展的多项新定标准加以延伸,如IP核心网、开放业务架构及IPv6。同时,其规划又必须满足整体系统架构能够由3G系统演进到未来4G架构的需求。

从2009年初开始,ITU在全世界范围内征集IMT-Advanced候选技术。2009年10月,ITU共计征集到了六个候选技术。这六个技术基本上可以分为两大类,一是基于3GPP的LTE技术,我国提交的TD-LTE-Advanced是其中的TDD部分。另外一类是基于IEEE 802.16m的技术。

其中,LTE(Long Term Evolution,长期演进技术)技术便是3G的演进,通常被称作3.9G,包括TDD、FDD两种双工模式,TD-LTE是LTE的TDD版本,而 FDD-LTE是LTE的FDD版本。

LTE模式技术差异

LTE包括的FDD和TDD两种模式,前者由欧美主导,后者由我国主导。2007年工业和信息化部把TDD-LTE命名为TD-LTE。

LTE标准中的FDD和TDD两个模式实质上是相同的,两个模式间只存在较小差异,相似度达90%。TDD即时分双工(Time Division Duplexing),是移动通信技术使用的双工技术之一,该技术由上海贝尔、诺基亚西门子通信、大唐电信、华为、中兴通讯、中国移动、高通等从业者共同开发。而FDD-LTE是频分多址的LTE,简单的说,时分就是不同的用户占用不同的时间,而频分是不同的用户占用不同的频率。

FDD模式的特点是在分离(上下行频率间隔190MHz)的两个对称频率信道上,系统进行接收和传送,用保证频段来分离接收和传送信道。FDD必须采用成对的频率,依靠频率来区分上下行链路。

而TDD是用时间来分离接收和发送信道。在TDD方式的移动通信系统中,接收和发送使用同一频率载波的不同时隙作为信道的承载,其单方向的资源在时间上是不连续的,时间资源在两个方向上进行了分配。某个时间段由基站发送信号给移动台,另外时间由移动台发送信号给基站,基站和移动台之间必须协同一致才能顺利工作。

FDD方式下,上行数据与下行数据在同一对称频率上,需要同时传输,优势在于频率宽度大,数据传输速度快。但如果遇到非对称业务,如下载业务等,下行数据会远远大于上行,因此上行数据的频率信道便会被占 用。TDD方式下,上下行数据在同一时间里并不需要一起传输,因此其可以根据上下行的数据大小动态进行分配,对于频率信道的利用率更好。

两者的差别使得TD-LTE具有如下优势:第一,在带宽需求日益增加而频谱供应日益紧张的情况下,在频谱利用上TDD方式的效率较高;第二,TD-LTE利用信道对称性易于实现一些新技术,比如:智能天线的应用、MIMO的应用、反馈机制的建立等方面来改进系统性能;第三,TD-LTE可以灵活地支持非对称业务,更适应移动互联网的需求;第四,TD-LTE在物理层、在测量检测等方面具有自身的特点;第五,TD-LTE的同步机制对于多小区资源与干扰的协调具有自身的优势。

据中国移动提供的友好体验用户实际使用情况看,用移动4G网络下载一首7M大小的高品质歌曲用时不到1秒,下载一部40G容量的蓝光3D影片不到2小时,而如果用4M有线宽带,大概需要一天。

产业竞争迎来新格局

技术上的优势让4G渐进的脚步更加清晰,而运营商被“管道化”的压力也陡然加大。联通希望做好“智能管道”,移动和电信则发力移动互联网市场。4G带来的巨大蛋糕中,花费几百亿搭建4G网络的运营商未必是最大的获益者。

目前,4G已是手机厂商津津乐道的话题,在2014年CES国际消费电子展上,4G LTE成为了当红关键词。而联想、中兴通讯及华为等内地企业凭借在LTE终端的激进姿态,也获得业界极大关注。

联想现已推出了最新旗舰手机Vibe Z,其国际版本可支持150Mbps/50Mbps峰值速率,采用骁龙800处理器。而中兴通讯的Grand S II在提供语音解锁、声控拍照、定向录音、语音操控导航等功能外,还加载了杜比音效、专业BOX音腔设计。一直备受关注的华为Ascend Mate 2也在CES闪亮登场,这部手机拥有6.1英寸显示屏,其国际版本采用骁龙400处理器,在全球范围内拥有LTE TDD/LTE FDD/

WCDMA/TD-SCDMA/CDMA2000/GSM“全球签证”。

3G时代各种通讯制式互不兼容,而在4G时代这个问题不复存在——尽管LTE存在TDD和FDD两种模式以适用不同频谱类型,但两个模式都从属于3GPP的全球通用标准LTE,具有极大的相似度,这使得4G LTE具有更加统一共通的全球产业链。对中国企业而言,在国内市场推出的LTE产品也可以快速迁移到海外市场,获得更佳的发展机遇。

中国互联网协会副理事长高新民认为,4G牌照的发放,将进一步引发包括运营商、设备制造商、终端设备制造商等在内的产业链竞争新格局。业务的演进也将使移动互联网的产业链价值发生进一步扭转,由以运营商为中心产业价值链向以终端用户和应用服务为中心转换。同时,4G还将带动移动互联网渗透到更多传统领域,产业链也将得到进一步拓展和延伸,形成全新的产业集群。

“比如,视频会受益,电商会受益,网络教育和医疗、零售、车联网等都会受益。一些教育手机软件的普及,会让人们可以随时随地上网学习,传感设备在手机上的应用,会让云医疗大众化。在这种情况下,网民身体的数据可以被互联分析使用。英特尔的芯片实验室已经推出类似的设备,只要两三分钟,就可以测验用户的血常规、唾液等数据,并将数据在云端匹配,获得诊断结果。未来这会成为手机应用。” 艾瑞咨询集团研究院院长曹军波表示,可以想象,这些应用三五年内会出现,而4G给人们移动生活带来的改变,也远超我们的想象。

3G时代激活了移动互联网,深刻改变了电商、资讯、社交、游戏等行业格局。4G来临,对于之前的失意者、成功者来说,又是一次新的机会。

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