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宽带无线技术比较_WiMAXWiFiG(TDSCDMACDMAWCDMA)LTE_图文

宽带无线技术比较 :WiMAX、Wi-Fi、3G (TDSCDMA、CDMA2000、WCDMA)、LTE
2008年 厦门联通潘晓峰

宽带无线接入背景
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通信市场正在呈现出话音业务移动化,数据业务宽带化的发展趋势; 无线化和宽带化是电信网络接入层发展的总趋势; 在以ITU和3GPP/3GPP2引领的蜂窝移动通信从3G到E3G,再走向 B3G/4G的演进道路上, 3G、WiMAX、WIFI等各种无线技术竞争中互 相借鉴和学习,技术不断完善,网络安全性实用性不断增强。 丰富的市场终端支持:支持WIFI、WIMAX的无线网络的笔记本电脑, 手机终端,移动MP3,移动电视等,整个产业链已逐渐成熟。 政府社会信息化建设需求

无线宽带接入技术
?WiMAX(Worldwide

Interoperability for Mi-crowave Access)即全球 微波接入互操作性。WiMAX的另一个名字是802.16。 Fidelity)即无线保真,目前可使用的标准有两个,分别 是IEEE802.11a和IEEE802.11b 。
?WIFI(Wireless ?3G(3rd

Generation)第三代移动通信,目前分为TD-SCDMA, WCDMA,CDMA2000三种。
?LTE(Long

Term Evolution)长期演进。LTE也被通俗的称为3.9G, 被视作从3G向4G演进的主流技术。 。

WiMAX技术概述
?WiMAX全称World

Interoperability for Microwave Access(全球微波接入 互操作性)是一项基于IEEE 802.16标准的宽带无线接入城域网技术,是针 对微波和毫米波频段提出的一种空中接口标准。
?WiMAX系统主要有两个技术标准,一个是指满足固定宽带无线接入的

WiMAX802.16d标准,另一个是满足固定和移动的宽带无线接入技术 WiMAX802.16e标准。

?作为线缆和xDSL的无线扩展技术,802.16a规范于2003年1月29日被IEEE

通过。这是一种全新的宽带FWA技术,是为解决宽带接入"最后一公里"的 问题而设计的。在亚洲,目前xDSL是WiMAX在最后一公里接入市场主要的 竞争对手,因此,通常也将WiMAX称为无线DSL。

WiMAX技术优势
?实现更远的传输距离:WiMAX所能实现的50km的无线信号传输距离是无

线局域网所不能比拟的,网络覆盖面积是3G发射塔的10倍,只要少数基站 建设就能实现全城覆盖,这样就使得无线网络应用的范围大大扩展。
?提供更高速的宽带接入。据悉,WiMAX所能提供的最高接入速度是

70Mbit/s,这个速度是3G所能提供的宽带速度的30倍。

?提供优良的最后一公里网络接入服务。作为一种无线城域网技术,它可

以将Wi-Fi连接到互联网,也可作为DSL等有线接入方式的无线扩展,实现 最后一公里的宽带接入。用户无需线缆即可与基站建立宽带连接。
?提供多媒体通信服务。由于WiMAX较Wi-Fi具有更好的可扩展性和安全性,

从而能够实现电信级的多媒体通信服务。

WiMAX的市场定位和发展瓶颈
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802.16e的定位: ? 按照802.16e设定的目标,它是一种移动的宽带无线接入技术,可 以实现用户在车速移动状态下的宽带接入并接入IP核心网,主要面 向用户提供宽带数据业务,也可以提供语音业务。工作在2~6GHz ,基站覆盖范围一般为几公里,可采用FDD或FDD工作方式,核心 技术为OFDM和OFDMA,用户群主要为个人用户。WiMAX理想的市 场定位应该是高速数据在固定、便携和低速移动中的应用。
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从技术的定位上讲,WiMAX更适合用于城域网建设的“最后一公里 ”无线接入部分,尤其是对于新兴的运营商更为合适。WiMAX技术 分为固定和移动两部分,因此运营商在市场定位上会面临选择:如 果选择提供固定宽带接入,那么市场规模会比较有限;如果立足于 移动业务,在运营模式、终端支持、组网方式方面都存在很多挑战 ,同时也将面临来自3G、E3G技术的竞争。

WiMAX的市场定位和发展瓶颈
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制约802.16发展的几个方面; ? 标准制定方面:802.16e标准化工作正在进行,除空中接口标准尚 未完成以外,802.16还存在一个问题就是缺乏网络规范、标准体系 不完善。802.16仅仅规范了基站和移动台之间的空中接口,没有规 定基站和基站之间,基站和网络侧的协议。在切换、移动性管理( 寻呼)和终端状态管理(激活和休眠的转换)等与蜂窝组网有关的 方面,还不够成熟,需要进一步完善。
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频率问题:目前已经认可的是3.4~3.8GHz许可证频率(ETSI,国 际MMDS)和5.725~5.85GHz免许可证频率。很多国家允许使用更 高的频率,将其当作5GHz免许可证频段的一部分,但由于其穿透力 差,使用这些频率的WiMAX系统不可能和LTE竞争。

WIFI技术概述
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WLAN标准主要包括802.11b、802.11a和802.11g等。目前,WLAN的推 广和认证工作主要由产业标准组织WiFi(Wireless Fidelity,无线保真) 联盟完成,所以WLAN技术常常被称之为WiFi。 802.11b采用2.4GHz的频段,可支持11Mbps的共享接入速率;802.11a 采用5GHz的频段,其速率高达54Mbps,采用OFDM(正交频分复用) 技术,但无障碍的接入距离降到30-50米。 802.11b采用2.4GHz的频段,可支持11Mbps的共享接入速率,覆盖范 围100米。 802.11g其实是一种混合标准,既能适应802.11b标准,又符合802.11a 标准,其速率高达54Mbps,它比802.11b速率快5倍,并和802.11b兼 容。 正在等待批准的IEEE802.11n ,其速率高达300Mbps,目前部分厂商已 经投入市场应用。

WIFI技术优势
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WIFI是由AP(Access Point)和无线网卡组成的无线局域网络。 组网简单 ,可以不受布线条件的限制,因此非常适合移动办公用户的需要。 应用灵活:能灵活胜任只有几个用户的小型网络到上千用户的大型网络 。

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丰富的终端支持,经济节约 ,厂商进入该领域的门槛比较低。WIFI组 网的成本低廉。
提供漫游服务:能提供有线网络无法提供的漫游特性,方便用户使用。

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WIFI的市场定位和发展瓶颈
?WIFI的定位:

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Wi-Fi是一种局域网技术,主要用于解决“最后100 m”的接入问题。 从其与有线宽带网络的关系来看,Wi-Fi利用其技术优势能够作为网 络延伸手段进一步扩大有线接入网络的覆盖面积及扩展移动通信网 络的应用。
Wi-Fi是提升有线宽带用户价值、提供差异化服务的有效手段,也是 未来3G数据业务的有力补充。3G可以利用WIFI高速数据传输的特 点弥补自己数据传输速率受限的不足。在Wi-Fi网络覆盖范围内,允 许用户在任何时间、任何地点访问公司的办公网或国际互联网,随 时随地享受网上证券、视频点播(VOD)、远程教育、远程医疗、视 频会议、网络游戏等一系列宽带信息增值服务,并实现移动办公。

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WIFI的市场定位和发展瓶颈
?制约WIFI技术发展的几个方面: ?

数据传输速率有限。虽然Wi-Fi技术最高数据传输速率标称可达11~ 54 Mbit/s,但系统开销会使应用层速率减少50%左右。
无线电波间存在相互影响的现象,特别是同频段、同技术设备之间 将存在明显影响。在多运营商环境中,不同AP(Access Point)间的频 率干扰会使数据传输速率明显降低,在有三个运营商同时运营的环 境中不能实现多用户的同时高速数据业务。 无线电波在传播中根据障碍物不同将发生折射、反射、衍射、信号 无法穿透等情况,其质量和信号的稳定性都不如有线接入方式。

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WIFI的市场定位和发展瓶颈
?制约WIFI技术发展的几个方面:

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Wi-Fi实现规模覆盖的最大的缺陷在于需要密集的有线传输资源。 3G /WiMAX基站的覆盖范围比WiFi AP覆盖范围大数十到上百倍。
Wi-Fi技术本身不支持移动性,即便IEEE802.11s可能会对Wi-Fi MESH的移动性进行增强,最多也只能支持步行的移动速度。而3G 和WiMAX都支持120km/h以上的移动性。 Wi-Fi空中接口没有QoS保障机制,只支持Best Effort业务,适用于 WEB浏览、FTP下载以及收发Email等;语音通信、视频传输等业务 的QoS很难得到保障。

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3G技术概述
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3G是英文3rd Generation的缩写,指第三代移动通信技术。

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国际电信联盟(ITU)在2000年5月确定W-CDMA、CDMA2000和TDSCDMA三大主流无线接口标准,写入3G技术指导性文件《2000年国际 移动通讯计划》(简称IMT-2000)。 为了提供3G服务,无线网络必须能够支持不同的数据传输速度,也就 是说在室内、室外和行车的环境中能够分别支持至少2Mbps(兆字节/ 每秒)、384kbps(千字节/每秒)以及144kbps的传输速度。 3G标准组织主要由3GPP、3GPP2组成,以CDMA码分多址技术为核心。 其中TD-SCDMA、WCDMA由3GPP负责具体标准化工作;而CDMA2000 由3GPP2负责具体标准化工作。

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3G各主流技术-CDMA2000
?CDMA2000是由IS-95A/B标准演进而来的第三代移动通信标准,由3GPP2

负责具体标准化工作。

?目前CDMA2000有由3GPP2制定的Release

0、A、B、C和D五个支持 CDMA2000 1X及其增强型技术的版本,以及由EIA/TIA发布的支持 CDMA2000 1X EV-DO的IS-856和IS-856A标准。 1x EV-DO定位于Internet的无线延伸,能以较少的网络和频 谱资源(在1.25MHz标准载波中)支持平均速率为: ? 静止或慢速移动:1.03Mbps(无分集)和 1.4Mbps(分集接收) ? 中高速移动:700Kbps(无分集)和 1.03Mbps(分集接收) ? 其峰值速率可达2.4Mbps,而且在IS-856版本A中可支持高达3.1M的 峰值速率。
?CDMA2000

3G各主流技术-WCDMA
?WCDMA是一种由3GPP具体制定的,基于GSM

MAP核心网,UTRAN (UMTS陆地无线接入网)为无线接口的第三代移动通信系统。目前 WCDMA有Release 99、Release 4、Release 5、Release 6等版本。
?WCDMA采用直接序列扩频码分多址(DS-CDMA)、频分双工(FDD)方

式,码片速率为3.84Mcps,载波带宽为5MHz。基于Release 99/ Release 4 版本,可在5MHz的带宽内,提供最高384kbps的用户数据传输速率。
?在Release

5版本引入了下行链路增强技术,即HSDPA(High Speed Downlink Packet Access,高速下行分组接入)技术,在5MHz的带宽内可 提供最高14.4Mbps的下行数据传输速率。
?在Release

6版本引入了上行链路增强技术,即HSUPA(High Speed Uplink Packet Access,高速上行分组接入)技术,在5MHz的带宽内可提 供最高约6Mbps的上行数据传输速率。

3G各主流技术-TDCDMA
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TD-SCDMA(Time Division-Synchronization Code Division Multiple Access)的中 文含义为时分同步码分多址接入。 TD-SCDMA从2001年3月开始,正式写入 3GPP的Release 4版本。目前TD-SCDMA已有Release 4、Release 5、Release 6 等版本。 TD-SCDMA采用不需成对频率的TDD双工模式以及FDMA/TDMA/CDMA相结合的 多址接入方式,使用1.28Mcps的低码片速率,扩频带宽为1.6MHz。 基于Release 4版本,TD-SCDMA可在1.6MHz的带宽内,提供最高384kbps的用 户数据传输速率。 TD-SCDMA在Release 5版本引入了HSDPA技术,在1.6MHz带宽上理论峰值速率 可达到2.8Mbps。

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3G各主流技术比较
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3G三大技术体制主要的区别是空中接口的不同,也即无线传输技术的 不同。
项目
核心网 双工方式 双向信道带宽( MHz ) 码片速率( Mcps )

WCDMA
基于 GSM-MAP FDD 10 3.84

CDMA2000
基于 ANSI-41 FDD 2.5 1.2288

TD-SCDMA
基于 GSM-MAP TDD 1.6 1.28

帧长( ms ) 基站同步 功率控制( Hz )

10ms 异步(同步可选) 开环+快速闭环 1500

可变 同步 开环+快速闭环 800

10ms (分两个 5ms 子帧) 同步 开环+慢速闭环 200

3G主流技术的优势
?漫游能力:良好的全球漫游能力。目前全球大部分国家已经开通3G网络,

其中80% 运营商选择WCDMA和20%运营商选择CDMA2000。良好的全球 漫游能力有利于与其他运营商的合作和吸引高端用户

?安全性:3G采用了很多种加密技术,保证通话和数据的安全,不管是话

音还是数据都具备很强的保密性,通过多层的协议控制,数据在网络中可 以非常安全的传输。
?技术成熟度;3G于1996年提出标准,2000年完成包括上层协议在内的完

整标准的制订工作。3G网络部署已具备相当的实践经验,有一成套建网的 理论,包括对网络的链路预算,传播模型预算,以及计算机仿真等。
?商业模式:商业运作模式成熟,3G网络得到众多设备商、终端制造商、

内容提供商支持,具备一个非常全的产业链。

3G网络发展存在问题
?资金投入大覆盖范围有限。 ?大规模的3G网络建设需要耗费巨资,而国外运营商由于种种原因没有投入足

够的资金进行全覆盖的网络建设; ?3G技术标准的版本仍不断演进,由于害怕与以后新的标准在漫游和兼容性等 方面出现问题,各大运营商仍在综合评估以现有技术进行网络建设的合理规模。
?缺乏重量级应用,市场需求并不明朗
?在3G业务对用户没有足够吸引力的情况下,用户更不愿意花高价购买3G终端,

因此终端的补贴也成为各运营商的主要市场策略之一。除此之外,市场上可供 用户选择的3G终端仍十分有限,而前景较好的 3G类业务如视频电话、网络游 戏等对终端的要求都很高,3G终端的完备性目前仍无法充分满足这些要求。 ?不过,从3G投入运营以来的过程我们可以清楚地看到,全球范围内3G市场环 境及相关产业链一直在不断完善,各种制约因素的影响也在逐渐变小,3G发展 的环境总体来说得到了相当的改善。

LTE技术简介
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3GPP组织于2004年12月正式成立了LTE(Long Term Evolution)研究 项目。
LTE的制定出发点是保证3GPP未来十年的竞争力,从性能、功能、成本 上得到全面提升。相对于3GPP R6,其下行频谱效率将提高3-4倍,上 行2-3倍;峰值速率下行达到100Mbps,上行50Mbps。改善小区边缘用 户的性能;提高小区容量;降低系统延迟,用户平面内部单向传输时延 低于5ms,控制平面从睡眠状态到激活状态迁移时间低于50ms,从驻 留状态到激活状态的迁移时间小于100ms;支持100km半径的小区覆盖 ;能够为350km/h高速移动用户提供大于100kbps的接入服务;支持成 对或非成对频谱,并可灵活配置1.25MHz到20MHz多种带宽

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LTE当前的现状
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LTE的正式商用将在2009年启动。按照3GPP制订的工作计划,LTE将在2008年 或2009年推出商用产品。与此相应,设备制造商推出成熟可商用LTE产品的计 划也纷纷遵循了这一时间表。 华为计划于2009年正式推出基于多制式基站的LTE商用产品,并在全球开始部 署LTE商用网络; 北电则计划于2008年推出LTE相关产品以满足在2010年前后大规模商业部署 LTE网络的需要;

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诺基亚西门子预计2010年推出LTE商用系统
大唐与爱立信在LTE领域展开合作以重点研发LTE/TDD技术,并预计TD-LTE系 统将在2010~2012年之间推出,并可以实现热点地区覆盖。

WIFI、WIMAX、3G技术对比
技术类别 标准组织 频带 多码方式 速率 时延 QOS 覆盖 移动性 支持切换 安全性 商业模式 成熟度 WIMAX IEEE 2-11GHz,部分需许可证 OFDM/FDD、TDD 70Mbps 低 3种 <100m 静止、步行 弱 中 商业 差 WIFI IEEE 2.4GHz不需许可证 CKK、OFDM 54Mbps 低 无 宏蜂窝(<50Km) 静止、步行 强 低 公众、商业 很好 3G 3GPP、3GPP2、ITU 2GHz,需许可证 CDMA、TDD、FDD HSDPA:7.2Mbps,EVDO:3.1Mbps 高 4种 宏蜂窝(<7Km) 静止、步行、车载 强 高 公众、商业 较好

各种技术标准的数据传输速率与移动速率之间关系

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3G可以提供广覆盖、高移动性和中等数据传输速率;WiFi可以提供热 点覆盖、低移动性和高数据传输速率;WiMAX可以提供城域覆盖和高 数据传输速率

中国联通无线网络方式思考
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WiFi、WiMAX和3G采用了不同的技术手段来解决不同的应用问题。 WiFi、WiMAX、WBMA和3G的主流是互补的,在局部会有部分融合,但 要相互取代不太可能完成。

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在应用和需求上它们也有着显著的差距,它们都将在越来越细化的市场 中,找到自己的生存空间。
它们之间是互补共存的关系。

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中国联通无线网络方式思考
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中国联通将是国内唯一WCDMA的运行商,在3G网络部署上将直接 跳过R4版本,进入R5版本(HSPA) 从网络建设成本上分析,大规模部署3G网络成本太高,因此需根据 网络覆盖区域的不同采取混合组网的方式

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在商业密集区可采用HSPA+WIFI混合组网方式。通过3G提供移动中 低速数据接入;同时可借助WIFI为企业和商业用户提供固定和便携 式(16e阶段)的高速数据业务。 在经济不发达地区或空旷地区可以采用HSPA+WIMAX的组网方式

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谢谢!


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