3G、WiMAX、LTE等寬帶無線技術的比較
寬帶無線接入背景
通信市場正在呈現出話音業務移動化，數據業務寬帶化的發展趨勢
無線化和寬帶化是電信網絡接入層發展的總趨勢
在以ITU和3GPP/3GPP2引領的蜂窩移動通信從3G到E3G，再走向B3G/4G的演進道路上， 3G、WiMAX、WIFI等各種無線技術競爭中互相借鑒和學習，技術不斷完善，網絡安全性實用性不斷增強。
豐富的市場終端支持：支持Wi-Fi、WIMAX的無線網絡的筆記本電腦，手機終端，移動MP3，移動電視等，整個產業鏈已逐漸成熟。
政府社會信息化建設需求
無線寬帶接入技術
WiMAX（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。
Wi-Fi(Wireless Fidelity)即無線保真，目前主流可使用的標準有IEEE 802.11a、802.11b、802.11g和802.11n。
3G（3rd Generation）第三代移動通信，目前主要分為TD-SCDMA、WCDMA、CDMA2000三種。
LTE（Long Term Evolution）長期演進。LTE也被通俗的稱為3.9G，被視作從3G向4G演進的主流技術。
3G技術概述
3G是英文3rd Generation的縮寫，指第三代移動通信技術。
國際電信聯盟(ITU)在2000年5月確定W-CDMA、CDMA2000和TD-SCDMA三大主流無線接口標準，寫入3G技術指導性文件《2000年國際移動通訊計劃》(簡稱IMT-2000)。
為了提供3G服務，無線網絡必須能夠支持不同的數據傳輸速度，也就是說在室內、室外和行車的環境中能夠分別支持至少2Mbps(兆字節／每秒)、384kbps(千字節／每秒)以及144kbps的傳輸速度。
3G標準組織主要由3GPP、3GPP2組成，以CDMA碼分多址技術為核心。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-CDMA2000
CDMA2000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。
目前CDMA2000有由3GPP2制定的Release 0、A、B、C和D五個支持CDMA2000 1X及其增強型技術的版本，以及由EIA/TIA發布的支持CDMA2000 1X EV-DO的IS-856和IS-856A標準。
CDMA2000 1x EV-DO定位于Internet的無線延伸，能以較少的網絡和頻譜資源（在1.25MHz標準載波中）支持平均速率為：
靜止或慢速移動：1.03Mbps（無分集）和 1.4Mbps（分集接收）
中高速移動：700Kbps（無分集）和 1.03Mbps（分集接收）
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-WCDMA
WCDMA是一種由3GPP具體制定的，基于GSM MAP核心網，UTRAN（UMTS陸地無線接入網）為無線接口的第三代移動通信系統。目前WCDMA有Release 99、Release 4、Release 5、Release 6等版本。
WCDMA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?；赗elease 99/ Release 4版本，可在5MHz的帶寬內，提供最高384kbps的用戶數據傳輸速率。
在Release 5版本引入了下行鏈路增強技術，即HSDPA（High Speed Downlink Packet Access，高速下行分組接入）技術，在5MHz的帶寬內可提供最高14.4Mbps的下行數據傳輸速率。
在Release 6版本引入了上行鏈路增強技術，即HSUPA（High Speed Uplink Packet Access，高速上行分組接入）技術，在5MHz的帶寬內可提供最高約6Mbps的上行數據傳輸速率。
3G各主流技術-TD-SCDMA
TD-SCDMA(Time Division-Synchronization Code 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。
TD-SCDMA采用不需成對頻率的TDD雙工模式以及FDMA/TDMA/CDMA相結合的多址接入方式，使用1.28Mcps的低碼片速率，擴頻帶寬為1.6MHz。
基于Release 4版本，TD-SCDMA可在1.6MHz的帶寬內，提供最高384kbps的用戶數據傳輸速率。
TD-SCDMA在Release 5版本引入了HSDPA技術，在1.6MHz帶寬上理論峰值速率可達到2.8Mbps。
#p#3G各主流技術的比較
3G三大技術體制主要的區別是空中接口的不同，也即無線傳輸技術的不同。
|
項目 |
WCDMA |
CDMA2000 |
TD-SCDMA |
|
核心網 |
基于 GSM-MAP |
基于 ANSI-41 |
基于 GSM-MAP |
|
雙工方式 |
FDD |
FDD |
TDD |
|
雙向信道帶寬（ MHz ） |
10 |
2.5 |
1.6 |
|
碼片速率（ Mcps ） |
3.84 |
1.2288 |
1.28 |
|
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＋快速閉環 1500 |
開環＋快速閉環 800 |
開環＋慢速閉環 200 |
3G主流技術的優勢
漫游能力：良好的全球漫游能力。目前全球大部分國家已經開通3G網絡，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
安全性：3G采用了很多種加密技術，保證通話和數據的安全，不管是話音還是數據都具備很強的保密性，通過多層的協議控制，數據在網絡中可以非常安全的傳輸。
技術成熟度；3G于1996年提出標準，2000年完成包括上層協議在內的完整標準的制訂工作。3G網絡部署已具備相當的實踐經驗，有一成套建網的理論，包括對網絡的鏈路預算，傳播模型預算，以及計算機仿真等。
商業模式：商業運作模式成熟，3G網絡得到眾多設備商、終端制造商、內容提供商支持，具備一個非常全的產業鏈。
3G網絡發展存在問題
資金投入大覆蓋范圍有限。
大規模的3G網絡建設需要耗費巨資，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絡建設。
3G技術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問題，各大運營商仍在綜合評估以現有技術進行網絡建設的合理規模。
缺乏重量級應用，市場需求并不明朗
在3G業務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終端仍十分有限，而前景較好的3G類業務如視頻電話、網絡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。
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3G市場環境及相關產業鏈一直在不斷完善，各種制約因素的影響也在逐漸變小，3G發展的環境總體來說得到了相當的改善。
WiMAX技術概述
WiMAX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技術，是針對微波和毫米波頻段提出的一種空中接口標準。
WiMAX系統主要有兩個技術標準，一個是指滿足固定寬帶無線接入的WiMAX802．16d標準，另一個是滿足固定和移動的寬帶無線接入技術WiMAX802．16e標準。
作為線纜和xDSL的無線擴展技術，802.16a規范于2003年1月29日被IEEE通過。這是一種全新的寬帶FWA技術，是為解決寬帶接入"最后一公里"的問題而設計的。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技術優勢
實現更遠的傳輸距離：WiMAX所能實現的50km的無線信號傳輸距離是無線局域網所不能比擬的，網絡覆蓋面積是3G發射塔的10倍，只要少數基站建設就能實現全城覆蓋，這樣就使得無線網絡應用的范圍大大擴展。
提供更高速的寬帶接入。據悉，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。
提供優良的最后一公里網絡接入服務。作為一種無線城域網技術，它可以將Wi-Fi連接到互聯網，也可作為DSL等有線接入方式的無線擴展，實現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。
提供多媒體通信服務。由于WiMAX較Wi-Fi具有更好的可擴展性和安全性，從而能夠實現電信級的多媒體通信服務。
WiMAX市場定位和發展瓶頸
802.16e的定位——按照802.16e設定的目標，它是一種移動的寬帶無線接入技術，可以實現用戶在車速移動狀態下的寬帶接入并接入IP核心網，主要面向用戶提供寬帶數據業務，也可以提供語音業務。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據在固定、便攜和低速移動中的應用。
從技術的定位上講，WiMAX更適合用于城域網建設的“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，那么市場規模會比較有限；如果立足于移動業務，在運營模式、終端支持、組網方式方面都存在很多挑戰，同時也將面臨來自3G、E3G技術的競爭。
制約802.16發展的幾個方面——
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絡規范、標準體系不完善。802.16僅僅規范了基站和移動臺之間的空中接口，沒有規定基站和基站之間，基站和網絡側的協議。在切換、移動性管理（尋呼）和終端狀態管理（激活和休眠的轉換）等與蜂窩組網有關的方面，還不夠成熟，需要進一步完善。
頻率問題：目前已經認可的是3.4～3.8GHz許可證頻率（ETSI，國際MMDS）和5.725～5.85GHz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系統不可能和LTE競爭。
#p#Wi-Fi技術概述
WLAN標準主要包括802.11b、802.11a和802.11g等。目前，WLAN的推廣和認證工作主要由產業標準組織WiFi（Wireless Fidelity,無線保真）聯盟完成，所以WLAN技術常常被稱之為WiFi。
802.11b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，但無障礙的接入距離降到30－50米。
802.11b采用2.4GHz的頻段，可支持11Mbps的共享接入速率，覆蓋范圍100米。
802.11g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。
正在等待批準的IEEE802.11n ，其速率高達300Mbps，目前部分廠商已經投入市場應用。
Wi-Fi技術優勢
Wi-Fi是由AP(Access Point)和無線網卡組成的無線局域網絡。 組網簡單，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。
應用靈活：能靈活勝任只有幾個用戶的小型網絡到上千用戶的大型網絡。
豐富的終端支持，經濟節約 ，廠商進入該領域的門檻比較低。WIFI組網的成本低廉。
提供漫游服務：能提供有線網絡無法提供的漫游特性，方便用戶使用。
Wi-Fi市場定位和發展瓶頸
Wi-Fi的定位——Wi-Fi是一種局域網技術，主要用于解決“最后100 m”的接入問題。從其與有線寬帶網絡的關系來看，Wi-Fi利用其技術優勢能夠作為網絡延伸手段進一步擴大有線接入網絡的覆蓋面積及擴展移動通信網絡的應用。
Wi-Fi是提升有線寬帶用戶價值、提供差異化服務的有效手段，也是未來3G數據業務的有力補充。3G可以利用WIFI高速數據傳輸的特點彌補自己數據傳輸速率受限的不足。在Wi-Fi網絡覆蓋范圍內，允許用戶在任何時間、任何地點訪問公司的辦公網或國際互聯網，隨時隨地享受網上證券、視頻點播(VOD)、遠程教育、遠程醫療、視頻會議、網絡游戲等一系列寬帶信息增值服務，并實現移動辦公。
制約Wi-Fi技術發展的幾個方面——
數據傳輸速率有限。雖然Wi-Fi技術最高數據傳輸速率標稱可達11～54 Mbit/s，但系統開銷會使應用層速率減少50%左右。
無線電波間存在相互影響的現象，特別是同頻段、同技術設備之間將存在明顯影響。在多運營商環境中，不同AP(Access Point)間的頻率干擾會使數據傳輸速率明顯降低，在有三個運營商同時運營的環境中不能實現多用戶的同時高速數據業務。
無線電波在傳播中根據障礙物不同將發生折射、反射、衍射、信號無法穿透等情況，其質量和信號的穩定性都不如有線接入方式。
Wi-Fi實現規模覆蓋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覆蓋范圍大數十到上百倍。
Wi-Fi技術本身不支持移動性，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。
Wi-Fi空中接口沒有QoS保障機制，只支持Best Effort業務，適用于WEB瀏覽、FTP下載以及收發Email等；語音通信、視頻傳輸等業務的QoS很難得到保障。
LTE技術簡介
3GPP組織于2004年12月正式成立了LTE（Long Term Evolution）研究項目。
LTE的制定出發點是保證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。改善小區邊緣用戶的性能；提高小區容量；降低系統延遲，用戶平面內部單向傳輸時延低于5ms，控制平面從睡眠狀態到激活狀態遷移時間低于50ms，從駐留狀態到激活狀態的遷移時間小于100ms；支持100km半徑的小區覆蓋；能夠為350km/h高速移動用戶提供大于100kbps的接入服務；支持成對或非成對頻譜，并可靈活配置1.25MHz到20MHz多種帶寬 。
#p#LTE當前的現狀
LTE的正式商用將在2009年啟動。按照3GPP制訂的工作計劃，LTE將在2008年或2009年推出商用產品。與此相應，設備制造商推出成熟可商用LTE產品的計劃也紛紛遵循了這一時間表。
華為計劃于2009年正式推出基于多制式基站的LTE商用產品，并在全球開始部署LTE商用網絡；
北電則計劃于2008年推出LTE相關產品以滿足在2010年前后大規模商業部署LTE網絡的需要；
諾基亞西門子預計2010年推出LTE商用系統
大唐與愛立信在LTE領域展開合作以重點研發LTE/TDD技術，并預計TD-LTE系統將在2010～2012年之間推出，并可以實現熱點地區覆蓋。
Wi-Fi、WiMAX、3G技術對比
|
技術類別 |
WiMAX |
Wi-Fi |
3G |
|
標準組織 |
IEEE |
IEEE |
3GPP、3GPP2、ITU |
|
頻帶 |
2-11GHz，部分需許可證 |
2.4GHz不需許可證 |
2GHz，需許可證 |
|
多碼方式 |
OFDM/FDD、TDD |
CKK、OFDM |
CDMA、TDD、FDD |
|
速率 |
70Mbps |
54Mbps |
HSDPA:7.2Mbps,EVDO：3.1Mbps |
|
時延 |
低 |
低 |
高 |
|
QOS |
3種 |
無 |
4種 |
|
覆蓋 |
<100m |
宏蜂窩（<50Km） |
宏蜂窩（<7Km） |
|
移動性 |
靜止、步行 |
靜止、步行 |
靜止、步行、車載 |
|
支持切換 |
弱 |
強 |
強 |
|
安全性 |
中 |
低 |
高 |
|
商業模式 |
商業 |
公眾、商業 |
公眾、商業 |
|
成熟度 |
差 |
很好 |
較好 |
各種技術標準的數據傳輸速率與移動速率之間關系
中國聯通無線網絡方式思考
Wi-Fi、WiMAX和3G采用了不同的技術手段來解決不同的應用問題。
Wi-Fi、WiMAX、WBMA和3G的主流是互補的，在局部會有部分融合，但要相互取代不太可能完成。
在應用和需求上它們也有著顯著的差距，它們都將在越來越細化的市場中，找到自己的生存空間。
它們之間是互補共存的關系。
中國聯通將是國內唯一WCDMA的運行商，在3G網絡部署上將直接跳過R4版本，進入R5版本（HSPA）
從網絡建設成本上分析，大規模部署3G網絡成本太高，因此需根據網絡覆蓋區域的不同采取混合組網的方式
在商業密集區可采用HSPA+Wi-Fi混合組網方式。通過3G提供移動中低速數據接入；同時可借助Wi-Fi為企業和商業用戶提供固定和便攜式(16e階段)的高速數據業務。
在經濟不發達地區或空曠地區可以采用HSPA+WiMAX的組網方式
【編輯推薦】
