寬帶無線技術(shù)比較 ：WiMAX、Wi-Fi、3G(TDSCDMA、CDMA2000、WCDMA)、LTE

1、寬帶無線技術(shù)比較 WiMAX、Wi-Fi、3G（TDSCDMA、CDMA2000、WCDMA)、LTE 寬帶無線接入背景 o 通信市場正在呈現(xiàn)出話音業(yè)務(wù)移動化，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)寬帶化 的發(fā)展趨勢； o 無線化和寬帶化是電信網(wǎng)絡(luò)接入層發(fā)展的總趨勢； o 在以ITU和3GPP/3GPP2引領(lǐng)的蜂窩移動通信從3G到 E3G，再走向B3G/4G的演進道路上， 3G、WiMAX、 WIFI等各種無線技術(shù)競爭中互相借鑒和學習，技術(shù)不 斷完善，網(wǎng)絡(luò)安全性實用性不斷增強。 o 豐富的市場終端支持：支持WIFI、WIMAX的無線網(wǎng)絡(luò) 的筆記本電腦，手機終端，移動MP3，移動電視等，整 個產(chǎn)業(yè)鏈已逐漸成熟。 o 政府社會

2、信息化建設(shè)需求 無線寬帶接入技術(shù) nWiMAX（Worldwide Interoperability for Mi- crowave Access）即全球微波接入互操作性。WiMAX 的另一個名字是802.16。 nWIFI(Wireless Fidelity)即無線保真，目前可使用的 標準有兩個，分別是IEEE802.11a和IEEE802.11b 。 n3G（3rd Generation）第三代移動通信，目前分為 TD-SCDMA，WCDMA,CDMA2000三種。 nLTE（Long Term Evolution）長期演進。LTE也被 通俗的稱為3.9G，被視作從3G向4G演進的主流技

3、術(shù)。 。 WiMAX技術(shù)概述 oWiMAX全稱World Interoperability for Microwave Access(全球微波接入互操作性)是一項基于IEEE 802.16標 準的寬帶無線接入城域網(wǎng)技術(shù)，是針對微波和毫米波頻段提出 的一種空中接口標準。 oWiMAX系統(tǒng)主要有兩個技術(shù)標準，一個是指滿足固定寬帶 無線接入的WiMAX80216d標準，另一個是滿足固定和移 動的寬帶無線接入技術(shù)WiMAX80216e標準。 o作為線纜和xDSL的無線擴展技術(shù)，802.16a規(guī)范于2003 年1月29日被IEEE通過。這是一種全新的寬帶FWA技術(shù)，是 為解決寬帶接入最后一公里的問題而設(shè)

4、計的。在亞洲，目前 xDSL是WiMAX在最后一公里接入市場主要的競爭對手，因 此，通常也將WiMAX稱為無線DSL。 WiMAX技術(shù)優(yōu)勢 o實現(xiàn)更遠的傳輸距離：WiMAX所能實現(xiàn)的50km的無線信號傳輸距 離是無線局域網(wǎng)所不能比擬的，網(wǎng)絡(luò)覆蓋面積是3G發(fā)射塔的10倍，只 要少數(shù)基站建設(shè)就能實現(xiàn)全城覆蓋，這樣就使得無線網(wǎng)絡(luò)應用的范圍 大大擴展。 o提供更高速的寬帶接入。據(jù)悉，WiMAX所能提供的最高接入速度是 70Mbit/s，這個速度是3G所能提供的寬帶速度的30倍。 o提供優(yōu)良的最后一公里網(wǎng)絡(luò)接入服務(wù)。作為一種無線城域網(wǎng)技術(shù)， 它可以將Wi-Fi連接到互聯(lián)網(wǎng)，也可作為DSL等有線接入方式的

5、無線擴 展，實現(xiàn)最后一公里的寬帶接入。用戶無需線纜即可與基站建立寬帶 連接。 o提供多媒體通信服務(wù)。由于WiMAX較Wi-Fi具有更好的可擴展性和 安全性，從而能夠?qū)崿F(xiàn)電信級的多媒體通信服務(wù)。 WiMAX的市場定位和發(fā)展瓶頸 o802.16e的定位: n按照802.16e設(shè)定的目標，它是一種移動的寬帶無線接入技術(shù)， 可以實現(xiàn)用戶在車速移動狀態(tài)下的寬帶接入并接入IP核心網(wǎng)，主 要面向用戶提供寬帶數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，也可以提供語音業(yè)務(wù)。工作在2 6GHz，基站覆蓋范圍一般為幾公里，可采用FDD或FDD工作方 式，核心技術(shù)為OFDM和OFDMA，用戶群主要為個人用戶。 WiMAX理想的市場定位應該是高速數(shù)據(jù)在

6、固定、便攜和低速移動 中的應用。 n從技術(shù)的定位上講，WiMAX更適合用于城域網(wǎng)建設(shè)的“最后一公 里”無線接入部分，尤其是對于新興的運營商更為合適。WiMAX 技術(shù)分為固定和移動兩部分，因此運營商在市場定位上會面臨選 擇：如果選擇提供固定寬帶接入，那么市場規(guī)模會比較有限；如 果立足于移動業(yè)務(wù)，在運營模式、終端支持、組網(wǎng)方式方面都存 在很多挑戰(zhàn)，同時也將面臨來自3G、E3G技術(shù)的競爭。 WiMAX的市場定位和發(fā)展瓶頸 o 制約802.16發(fā)展的幾個方面； n標準制定方面：802.16e標準化工作正在進行，除空中接口標 準尚未完成以外，802.16還存在一個問題就是缺乏網(wǎng)絡(luò)規(guī)范、 標準體系不完善。

7、802.16僅僅規(guī)范了基站和移動臺之間的空 中接口，沒有規(guī)定基站和基站之間，基站和網(wǎng)絡(luò)側(cè)的協(xié)議。在 切換、移動性管理（尋呼）和終端狀態(tài)管理（激活和休眠的轉(zhuǎn) 換）等與蜂窩組網(wǎng)有關(guān)的方面，還不夠成熟，需要進一步完善。 n頻率問題：目前已經(jīng)認可的是3.43.8GHz許可證頻率 （ETSI，國際MMDS）和5.7255.85GHz免許可證頻率。 很多國家允許使用更高的頻率，將其當作5GHz免許可證頻段 的一部分，但由于其穿透力差，使用這些頻率的WiMAX系統(tǒng) 不可能和LTE競爭。 WIFI技術(shù)概述 oWLAN標準主要包括802.11b、802.11a和802.11g等。目前， WLAN的推廣和認證工作

8、主要由產(chǎn)業(yè)標準組織WiFi（Wireless Fidelity,無線保真）聯(lián)盟完成，所以WLAN技術(shù)常常被稱之為 WiFi。 o802.11b采用2.4GHz的頻段，可支持11Mbps的共享接入速率； 802.11a采用5GHz的頻段，其速率高達54Mbps，采用OFDM （正交頻分復用）技術(shù)，但無障礙的接入距離降到3050米。 o802.11b采用2.4GHz的頻段，可支持11Mbps的共享接入速率， 覆蓋范圍100米。 o802.11g其實是一種混合標準，既能適應802.11b標準，又符合 802.11a標準，其速率高達54Mbps，它比802.11b速率快5倍， 并和802.11b兼容。

9、 o正在等待批準的IEEE802.11n ，其速率高達300Mbps，目前部 分廠商已經(jīng)投入市場應用。 WIFI技術(shù)優(yōu)勢 o WIFI是由AP(Access Point)和無線網(wǎng)卡組成的無線局域 網(wǎng)絡(luò)。 組網(wǎng)簡單，可以不受布線條件的限制，因此非常適 合移動辦公用戶的需要。 o 應用靈活：能靈活勝任只有幾個用戶的小型網(wǎng)絡(luò)到上千用 戶的大型網(wǎng)絡(luò)。 o 豐富的終端支持，經(jīng)濟節(jié)約 ，廠商進入該領(lǐng)域的門檻比較 低。WIFI組網(wǎng)的成本低廉。 o 提供漫游服務(wù)：能提供有線網(wǎng)絡(luò)無法提供的漫游特性，方 便用戶使用。 WIFI的市場定位和發(fā)展瓶頸 oWIFI的定位： nWi-Fi是一種局域網(wǎng)技術(shù)，主要用于解決“最

10、后100 m”的接 入問題。從其與有線寬帶網(wǎng)絡(luò)的關(guān)系來看，Wi-Fi利用其技術(shù) 優(yōu)勢能夠作為網(wǎng)絡(luò)延伸手段進一步擴大有線接入網(wǎng)絡(luò)的覆蓋面 積及擴展移動通信網(wǎng)絡(luò)的應用。 nWi-Fi是提升有線寬帶用戶價值、提供差異化服務(wù)的有效手段， 也是未來3G數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的有力補充。3G可以利用WIFI高速數(shù) 據(jù)傳輸?shù)奶攸c彌補自己數(shù)據(jù)傳輸速率受限的不足。在Wi-Fi網(wǎng) 絡(luò)覆蓋范圍內(nèi)，允許用戶在任何時間、任何地點訪問公司的辦 公網(wǎng)或國際互聯(lián)網(wǎng)，隨時隨地享受網(wǎng)上證券、視頻點播(VOD)、 遠程教育、遠程醫(yī)療、視頻會議、網(wǎng)絡(luò)游戲等一系列寬帶信息 增值服務(wù)，并實現(xiàn)移動辦公。 WIFI的市場定位和發(fā)展瓶頸 o制約WIFI技術(shù)

11、發(fā)展的幾個方面： n數(shù)據(jù)傳輸速率有限。雖然Wi-Fi技術(shù)最高數(shù)據(jù)傳輸速率標稱可 達1154 Mbit/s，但系統(tǒng)開銷會使應用層速率減少50%左 右。 n無線電波間存在相互影響的現(xiàn)象，特別是同頻段、同技術(shù)設(shè)備 之間將存在明顯影響。在多運營商環(huán)境中，不同AP(Access Point)間的頻率干擾會使數(shù)據(jù)傳輸速率明顯降低，在有三個運 營商同時運營的環(huán)境中不能實現(xiàn)多用戶的同時高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。 n無線電波在傳播中根據(jù)障礙物不同將發(fā)生折射、反射、衍射、 信號無法穿透等情況，其質(zhì)量和信號的穩(wěn)定性都不如有線接入 方式。 WIFI的市場定位和發(fā)展瓶頸 o制約WIFI技術(shù)發(fā)展的幾個方面： nWi-Fi實現(xiàn)規(guī)模覆蓋

12、的最大的缺陷在于需要密集的有線傳輸資源。 3G /WiMAX基站的覆蓋范圍比WiFi AP覆蓋范圍大數(shù)十到上百倍。 nWi-Fi技術(shù)本身不支持移動性，即便IEEE802.11s可能會對Wi-Fi MESH的移動性進行增強，最多也只能支持步行的移動速度。而 3G和WiMAX都支持120km/h以上的移動性。 nWi-Fi空中接口沒有QoS保障機制，只支持Best Effort業(yè)務(wù)，適 用于WEB瀏覽、FTP下載以及收發(fā)Email等；語音通信、視頻傳 輸?shù)葮I(yè)務(wù)的QoS很難得到保障。 3G技術(shù)概述 o3G是英文3rd Generation的縮寫，指第三代移動通信技術(shù)。 o國際電信聯(lián)盟(ITU)在20

13、00年5月確定W-CDMA、CDMA2000和 TD-SCDMA三大主流無線接口標準，寫入3G技術(shù)指導性文件2000 年國際移動通訊計劃(簡稱IMT-2000)。 o為了提供3G服務(wù)，無線網(wǎng)絡(luò)必須能夠支持不同的數(shù)據(jù)傳輸速度，也就 是說在室內(nèi)、室外和行車的環(huán)境中能夠分別支持至少2Mbps(兆字節(jié) 每秒)、384kbps(千字節(jié)每秒)以及144kbps的傳輸速度。 o3G標準組織主要由3GPP、3GPP2組成，以CDMA碼分多址技術(shù)為核 心。其中TD-SCDMA、WCDMA由3GPP負責具體標準化工作；而 CDMA2000由3GPP2負責具體標準化工作。 3G各主流技術(shù)-CDMA2000 oCDM

14、A2000是由IS-95A/B標準演進而來的第三代移動通信標準， 由3GPP2負責具體標準化工作。 o目前CDMA2000有由3GPP2制定的Release 0、A、B、C和D五個 支持CDMA2000 1X及其增強型技術(shù)的版本，以及由EIA/TIA發(fā)布的 支持CDMA2000 1X EV-DO的IS-856和IS-856A標準。 oCDMA2000 1x EV-DO定位于Internet的無線延伸，能以較少的網(wǎng) 絡(luò)和頻譜資源（在1.25MHz標準載波中）支持平均速率為： n靜止或慢速移動：1.03Mbps（無分集）和 1.4Mbps（分集 接收） n中高速移動：700Kbps（無分集）和 1

15、.03Mbps（分集接收） n其峰值速率可達2.4Mbps，而且在IS-856版本A中可支持高 達3.1M的峰值速率。 3G各主流技術(shù)-WCDMA oWCDMA是一種由3GPP具體制定的，基于GSM MAP核心網(wǎng)， UTRAN（UMTS陸地無線接入網(wǎng)）為無線接口的第三代移動通信系統(tǒng)。 目前WCDMA有Release 99、Release 4、Release 5、Release 6 等版本。 oWCDMA采用直接序列擴頻碼分多址（DS-CDMA）、頻分雙工 （FDD）方式，碼片速率為3.84Mcps，載波帶寬為5MHz?；?Release 99/ Release 4版本，可在5MHz的帶寬內(nèi)，

16、提供最高 384kbps的用戶數(shù)據(jù)傳輸速率。 o在Release 5版本引入了下行鏈路增強技術(shù)，即HSDPA（High Speed Downlink Packet Access，高速下行分組接入）技術(shù)，在 5MHz的帶寬內(nèi)可提供最高14.4Mbps的下行數(shù)據(jù)傳輸速率。 o在Release 6版本引入了上行鏈路增強技術(shù)，即HSUPA（High Speed Uplink Packet Access，高速上行分組接入）技術(shù)，在5MHz 的帶寬內(nèi)可提供最高約6Mbps的上行數(shù)據(jù)傳輸速率。 3G各主流技術(shù)-TDCDMA oTD-SCDMA(Time Division-Synchronization Co

17、de Division Multiple Access)的中文含義為時分同步碼分多址接入。 TD- SCDMA從2001年3月開始，正式寫入3GPP的Release 4版本。 目前TD-SCDMA已有Release 4、Release 5、Release 6等版 本。 oTD-SCDMA采用不需成對頻率的TDD雙工模式以及 FDMA/TDMA/CDMA相結(jié)合的多址接入方式，使用1.28Mcps的 低碼片速率，擴頻帶寬為1.6MHz。 o基于Release 4版本，TD-SCDMA可在1.6MHz的帶寬內(nèi)，提供 最高384kbps的用戶數(shù)據(jù)傳輸速率。 oTD-SCDMA在Release 5版本引

18、入了HSDPA技術(shù)，在1.6MHz帶 寬上理論峰值速率可達到2.8Mbps。 3G各主流技術(shù)比較 o 3G三大技術(shù)體制主要的區(qū)別是空中接口的不同， 也即無線傳輸技術(shù)的不同。 項目WCDMA CDMA2000 TD-SCDMA 核心網(wǎng)基于 GSM-MAP基于 ANSI-41基于 GSM-MAP 雙工方式FDDFDDTDD 雙向信道帶寬（ MHz ）102.51.6 碼片速率（ Mcps ）3.841.22881.28 幀長（ ms ）10ms可變 10ms （分兩個 5ms 子幀） 基站同步異步（同步可選）同步同步 功率控制（ Hz ） 開環(huán)快速閉環(huán) 1500 開環(huán)快速閉環(huán) 800 開環(huán)慢速閉環(huán)

19、 200 3G主流技術(shù)的優(yōu)勢 o漫游能力：良好的全球漫游能力。目前全球大部分國家已經(jīng)開通3G 網(wǎng)絡(luò)，其中80% 運營商選擇WCDMA和20%運營商選擇CDMA2000。 良好的全球漫游能力有利于與其他運營商的合作和吸引高端用戶 o安全性：3G采用了很多種加密技術(shù)，保證通話和數(shù)據(jù)的安全，不管 是話音還是數(shù)據(jù)都具備很強的保密性，通過多層的協(xié)議控制，數(shù)據(jù)在 網(wǎng)絡(luò)中可以非常安全的傳輸。 o技術(shù)成熟度；3G于1996年提出標準，2000年完成包括上層協(xié)議在 內(nèi)的完整標準的制訂工作。3G網(wǎng)絡(luò)部署已具備相當?shù)膶嵺`經(jīng)驗，有一 成套建網(wǎng)的理論，包括對網(wǎng)絡(luò)的鏈路預算，傳播模型預算，以及計算 機仿真等。 o商業(yè)模式

20、：商業(yè)運作模式成熟，3G網(wǎng)絡(luò)得到眾多設(shè)備商、終端制造 商、內(nèi)容提供商支持，具備一個非常全的產(chǎn)業(yè)鏈。 3G網(wǎng)絡(luò)發(fā)展存在問題 o資金投入大覆蓋范圍有限。 n大規(guī)模的3G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)需要耗費巨資，而國外運營商由于種種原因 沒有投入足夠的資金進行全覆蓋的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)； n3G技術(shù)標準的版本仍不斷演進，由于害怕與以后新的標準在漫游 和兼容性等方面出現(xiàn)問題，各大運營商仍在綜合評估以現(xiàn)有技術(shù)進 行網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的合理規(guī)模。 o缺乏重量級應用，市場需求并不明朗 n在3G業(yè)務(wù)對用戶沒有足夠吸引力的情況下，用戶更不愿意花高價 購買3G終端，因此終端的補貼也成為各運營商的主要市場策略之 一。除此之外，市場上可供用戶選擇的3G終端

21、仍十分有限，而前 景較好的3G類業(yè)務(wù)如視頻電話、網(wǎng)絡(luò)游戲等對終端的要求都很高， 3G終端的完備性目前仍無法充分滿足這些要求。 n不過，從3G投入運營以來的過程我們可以清楚地看到，全球范圍 內(nèi)3G市場環(huán)境及相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈一直在不斷完善，各種制約因素的影 響也在逐漸變小，3G發(fā)展的環(huán)境總體來說得到了相當?shù)母纳啤?LTE技術(shù)簡介 o3GPP組織于2004年12月正式成立了LTE（Long Term Evolution）研究項目。 oLTE的制定出發(fā)點是保證3GPP未來十年的競爭力，從性能、功能、 成本上得到全面提升。相對于3GPP R6，其下行頻譜效率將提高 3-4倍，上行2-3倍；峰值速率下行達到100Mbps，上行50Mbps。 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)