第一章 4G发展概述

1.1 4G的引入

全球范围内移动用户数的迅猛增长，互联网业务的增加，便携计算设备的广泛使用，以及移动业务主体的转变，使得第三代移动通信系统（3G）在通信的容量与质量等方面远远不能满足要求，并且3G仍然不能实现真正意义上的全球漫游，因此世界各国提出了未来移动通信系统的新构想。它有两个基本目标：一是实现无线网络全球覆盖，二是提供无缝的高质量无线业务。

为了达到这个目标，需要在以下几个方面作出努力：频谱的高效使用，带宽的动态分配，对于移动环境的准确判断，高性能的信号调制传输技术，更小的时延。3GPP标准化组织最初制定LTE标准时，定位为3G技术的演进升级。后来LTE技术的发展远远超出了最初的预期，无论是系统架构还是传输技术，相对原来的3G系统均有较大革新。

严格来说，LTE基础版本R8/R9仅属于3G增强范畴，也称为3.9G；按照国际电联的定义，LTE后续演进版本R10/R11（即LTE-Advanced）才是真正意义的4G。但目前全球运营商已普遍将LTE各种版本统称为“4G”。在本书中，按照国际通用说法，将TD-LTE称为4G。

在3G阶段，WCDMA与TD-SCDMA是相互独立的标准；但在4G阶段，LTE FDD与TD-LTE无论是3GPP规范中的定义，还是ITU的4G申报材料中，都是一个规范，统一定义。因此，LTE FDD与TD-LTE是一套标准，最显著的标志就是LTE FDD与TD-LTE间的移动性管理被完全看作异频间的移动性管理，而不是系统间的移动性管理。

TD-LTE和LTE FDD是LTE的两种模式。通常，LTE FDD使用成对的频率资源，TD-LTE使用不成对的频率资源，二者使用相同的核心网。总体来看，TD-LTE与LTE FDD性能相当，各有特点，适用于不同的业务发展需要。

〇TD-LTE与LTE FDD性能基本相当。

——峰值速率：在20MHz频谱资源情况下，使用Category 4终端，TD-LTE的上下行用户峰值速率为20/80Mbit/s（时隙配比2∶2，特殊时隙配比10∶2∶2），LTE FDD上下行用户峰值速率为25 /75Mbit/s（上下行各10MHz）。

——平均频谱效率：在同为2天线配置下，两者平均频谱效率相当；当TD-LTE采用智能天线时，平均频谱效率更高，但实现复杂度较LTE FDD高。

——时延：LTE FDD得益于在时间上的连续发送，其业务时延较TD-LTE略短。

〇TD-LTE更适合不对称的互联网业务，而FDD更适合对称的语音、视频通话类业务。

〇TD-LTE频率利用更灵活。LTE FDD必须使用成对的频率，如下行和上行各10MHz或20MHz，而TD-LTE则可灵活使用不成对的频段进行部署，如一个20MHz的频段。

目前，TD-LTE已形成全球发展的产业格局，在全球市场规模、商用终端类型及款数等方面，TD-LTE与LTE FDD仍有一定差距，整体进展略滞后于FDD。