4G基础知识百问汇总(100题).doc
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1、4G百问丛书入门集(100题)1、什么是LTE?它是4G吗?答:LTE是Long Term Evolution(长期演进)的缩写。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系统均有较大的革新。严格来说,LTE基础版本Release8/9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Release10/11(即LTEAdvanced)才是真正意义的4G。但从市场推广的角度说,目前全球运营商已普遍将LTE各种版本通称为“4G”。在本丛书中,按照国际通用说法,将TD
2、LTE称为4G。2、LTE标准是哪个组织制定的,目前有几个版本?答:LTE标准由国际标准化组织3GPP(third Generation Partnership Project,第三代合作伙伴计划)制定,包括TDLTE和LTE FDD两种制式。标准的形成得到了全球主流网络运营商、系统设备商、终端厂商、芯片厂商的共同参与支持。截止2013年5月,3GPP已发布4个稳定的LTE版本,包括基础版本(Release8/9,即3.9G)与增强版本(Release10/11,即4G),并正在制定第5个版本Release 12。TDLTE标准从2004年底开始制定,版本发布基本与LTE FDD保持同步。目前
3、,中国移动在全国16城市建设的TDLTE扩大规模试验网络以及所采购的终端均基于R9协议版本。3、什么是TDLTE?答:根据频率使用方式(双工方式)不同,LTE可分为LTE TDD和LTE FDD两种,其中LTE TDD又被称为TDLTE。TDLTE由中国企业主导并被全球广泛认可。TDLTE是TDSCDMA的后续演进技术,可大幅提升上网速率,增强用户的数据业务体验。4、TDLTE是如何产生的?答:LTE标准中原先除了FDD帧结构外,还同时存在着两种TDD帧结构,即LTE TDD Type1和Type2,分别支持WCDMA/TDD和TDSCDMA的后续演进。2007年下半年,随着标准化和产业化工作
4、的进展,中国通信产业界意识到,LTE TDD Type1和Type2两种帧结构共存的局面,不仅对于标准的推进还是未来产业的发展都是不利的,会分散产业资源和力量,不利于形成规模效应。LTE TDD Type2虽然能与TDSCDMA系统完美共存,但是系统设计的资源利用效率有待提升、与FDD帧结构差异较大、不利于双模系统和终端的实现,按照这个方向演进,有可能会延续TDSCDMA封闭发展的道路。于是,中国移动等公司大胆提出设想,能否以现存的LTE TDD Type2帧结构为基础,将两种TDD帧结构融合为一种新的帧结构,进而形成一种融合的LTE TDD标准?这个大胆的想法在国内引起了热烈讨论,很多人认为
5、这是不太可能实现的。经过反复权衡,统一帧结构对实现中国引领TDD全球产业化发展的巨大作用使中国通信产业界下定决心,开始有计划、有步骤地开展融合工作。如果成功实现以Type2 TDD帧结构为基础的LTE TDD统一帧结构,中国通信产业界将能够在TDSCDMA的基础上再进一步,第一次实现部分主导统一的主流全球通信标准。与此同时,移动通信产业的大环境也有利于TDD帧结构融合的实现。当时,WiMAX与LTE的竞争正处于白热化阶段,通过TDD帧结构融合减少LTE标准选项有利于提高LTE技术的竞争力,对于3GPP阵营来说“从根本上是有利的”。如果能够通过融合打造一个统一的LTE TDD标准,对于未来LTE
6、的产业化发展将会起到极其重要的作用。而一个得到中国强有力支持的LTE TDD也将成为与以TDD模式为主的WiMAX竞争的利器,很可能促使当时准备部署或已经部署WiMAX的运营商转向具有更大潜在规模优势、产业链更健壮的LTE TDD。WiMAX阵营也意识到了这一点,进一步加大了对中国的攻势,希望中国能以WiMAX作为后3G时代TDD技术的演进选择。然后让WiMAX阵营没有想到的是,对中国的大力游说,反而促使了原本并不十分关注TDD的欧美运营商支持LTE中TDD帧结构的融合。2007年底,通过中国通信产业界以及全球各方支持力量的共同努力,在3GPP中通过了TDD帧结构融合方案,即使用与FDD相同的
7、10ms无线帧(radio frame)和1ms的子帧(subframe)结构,保留了原来TDD Type2和三个特殊时隙:DwPTS/GP/UpPTS,并将其总长度改为1ms,称为特殊子帧(special subframe)。通过特殊子帧,可以实现和TDSCDMA等TDD系统的邻频共存。融合后的帧结构称为LTE Type2,而FDD帧结构称为LTE Type1。至此,LTE TDD被正式确定为TDSCDMA后续演进技术,并被命名为TDLTE。两种TDD帧结构的融合对于LTE的发展是一个巨大的转折点,它显示了中国在LTE标准制定中开始逐渐引领产业的发展方向。而帧结构的融合,也使得我国LTE产业
8、发展的策略变得清晰起来。之前国内产业界对整个后3G的策略还存在不少困惑,对于到底应该走哪条路,存在各种声音。当最终“以我为主”的帧结构融合完成后,后3G的发展路线不再存在大的争议。随着中国通信产业的全力推动,TDLTE的产业化发展得到了国际上众多主流公司的认同与支持,使得这一技术真正成为了国际化的主流技术,使得TDLTE在与WiMAX的竞争中脱颖而出,为之后LTE一统全球产业链奠定了坚实的基础。5、TDLTE的设计目标是什么?答:TDLTE的设计目标可以概括为三大特点:(1)“高速率”:更高的频率带宽和更先进的技术,提供真正的移动宽带业务。TDLTE系统设计要求20MHz带宽内实现下行峰值速率
9、超过100Mbps,上行峰值速率超过50Mbps。(2)“低时延”:大幅降低接入时延和端到端业务时延,以支持实时交互类业务。TDLTE系统要求其业务传输的单向时延低于5ms,接入时延低于50ms,从空闲状态到激活状态的迁移时间小于100ms。(3)“永远在线”:用户注册后,核心网一直保持连接,用户感觉“永远在线”,业务体验更好。6、TDLTE与TDSCDMA是否有关系,优势在哪里?答:TDSCDMA是3G技术,而TDLTE是4G技术。TDLTE是TDSCDMA的后续演进技术,它对TDSCDMA的关键技术(如:智能天线、时隙结构设计等)进行了继承、优化和提升,提高频谱使用效率,可带来较TDSCD
10、MA更高的用户速率、更低的传输时延、更丰富的业务种类。与TDSCDMA相比,TDLTE更加开放和国际化,它由中国企业主导、全球通信产业界共同制定,是真正意义上的国际标准。除了中国移动外,很多国外运营商,包括日本软银、印度Bharti、俄罗斯MTS、美国Clearwire,都在积极规划部署TDLTE。7、TDLTE与LTE FDD的主要区别于优缺点?答:TDLTE和LTE FDD是LTE的两种模式。通常,LTE FDD使用成对的频率资源,TDLTE使用不成对的频率资源;二者使用相同的核心网。总体来看,TDLTE与LTE FDD性能相当,各有特点,适用于不同的业务发展需要。(1)TDLTE与LTE
11、 FDD性能基本相当。a.峰值速率:20MHz频谱资源情况下,使用category4终端,TDLTE的上下行用户峰值速率为20Mbps/80Mbps(时隙配比2:2,特殊时隙配比10:2:2),而LTE FDD上下行用户峰值速率为25Mbps/75Mbps而(上下行各10MHz)。b.平均频谱效率:在均为2天线配置下,两者平均频谱效率相当;在TDLTE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。c.时延:LTE FDD得益于在时间上的连续发送,其业务时延较TDLTE略短。(2)TDLTE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。(3)TDLTE频
12、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,而TDLTE则可灵活使用不成对的频率进行部署,如一个20MHz的频率。目前,TDLTE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,TDLTE与LTE FDD仍有一定差距,整体进展略滞后于FDD。8、TDLTE与WCDMA、CDMA2000有什么区别,优势在哪里?答:从技术阶段来看,TDLTE属于4G技术,而WCDMA和CDMA2000均属于3G技术。双工方式来看,TDLTE属于时分双工(TDD,Time Division Duplexing)技术,而WCDMA和CDMA2000为频分双工(FDD,
13、Frequency Division Duplexing)技术。从系统设计来看,TDLTE与WCDMA、CDMA2000在关键技术、网络架构和系统带宽等方面均有很大差别。相比WCDMA、CDMA2000,TDLTE在数据传输速率、业务时延等用户体验方面都有质的飞跃,具体如下:(1)TDLTE“修了更好的路”。TDLTE采用了更先进高效的传输技术,如正交频分复用(OFDM,Orthogonal Frequency Division Multiplexing);而WCDMA、CDMA2000采用的是码分多址(CDMA,Code Division Multiple Access)。(2)TDLTE减
14、少了“红绿灯”等待。TDLTE采用了比3G更加简单、扁平的网络架构,降低了时延和系统复杂度。(3)TDLTE修了“高架桥”。TDLTE系统支持先进的多天线收发技术(MIMO,Multiple-Input Multiple-Output),可以同时传输多路数据。3G系统设计之初不支持MIMO,虽然在后续的演进中引入了MIMO技术,但是TDLTE的演进技术支持更多路数据同时传输。(4)TDLTE修了更宽的“路”。TDLTE系统支持可变带宽,最高可达20MHz;而WCDMA、CDMA2000的系统带宽分别为固定的5MHz和1.25MHz。(5)TDLTE可调整双向“车道”的比例。TDLTE系统通过灵
15、活的时隙配比可以满足不同业务和场景上下行传输量不对称的需求。9、TDLTE与WLAN的主要技术区别是什么,各适用于什么样的用户需求?答:TDLTE是一种移动通信技术,而WLAN是一种无线局域网技术,两者的设计理念不同,应用的场合也不同。任何个人或组织(包括运营商)都可以搭建简单的、覆盖范围局限的WLAN网络,而考虑到基础业务支持、业务质量保障、用户移动性、无缝覆盖、漫游等需求,TDLTE网络需要由运营商承建。TDLTE与WLAN在技术上主要存在如下区别:(1)使用的频率资源不同:TDLTE需要部署在授权许可的专用频率资源上。WLAN工作在免许可共享频段,与蓝牙、Zigbee等系统使用频率资源相
16、同,容易受到其它系统的干扰。(2)覆盖及移动性支持能力不同:TDLTE具备连续覆盖能力,通过切换、小区重选等比较完备的移动性管理流程,能给用户提供无缝的业务体验。WLAN在设计目标是热点覆盖,不支持切换等移动性管理流程,主要用于热点覆盖、支持静止或游牧类型用户。(3)资源调度方式不同:TDLTE支持精细的资源调度颗粒度和灵活的调度策略,可以从时间和频率维度区分用户,能保证业务的服务质量(Qos)需求。WLAN采用用户间竞争抢占的机制来调度用户,某一时刻,资源为一个用户所独占,因此用户数较多的时候更易产生碰撞,资源利用效率较低;虽然WLAN引入了一些业务间Qos区分的机制,但不能完全保证业务的Q
17、oS。综上所述,TDLTE适用于需要网络连续覆盖、QoS保障要求较高的用户,而WLAN适用于具有较高速率要求,但对于移动性、QoS要求不高的用户。10、从用户角度看,TDLTE会带来了哪些好处?答:TDLTE的好出可以归纳如下:(1)高速率,TDLTE用户下载峰值速率可超过100Mbps,用户可获得更好的上网体验。(2)低时延,接入时延和端到端时延大幅降低,更好的支持实时交互类业务。(3)永远在线,用户注册后,核心网一直保持连接,用户感觉“永远在线”,业务体验更好。(4)终端形态丰富,除了传统手机和数据卡外,用户还可以选择CPE、MiFi、平板电脑等多种类型终端。 11、从网络建设角度看,TD
18、LTE带来了哪些变化?答:由于TDLTE系统网络架构和可支持的业务类型的变化,接入网、核心网、承载网、传输网的建设相比传统2G/3G网络有一定的变化:(1)对于接入网:TDLTE采用更加扁平化的网络结构,减少了网络节点BSC(2G)或RNC(3G)的建设需求;同时可考虑共用2G/3G网络现有的站址、天馈等资源,提升网络建设效率;(2)对于核心网:TDLTE需引入融合的EPC核心网,需建设新的LTE Diameter信令网;(3)对于承载网:EPC不仅承载数据类业务,未来还要承载话音、高清视频等基础通信业务,对承载网的QoS要求和安全性要求高;(4)对于传送网:LTE回传网络对带宽要求高,达到G
19、E、10GE级别,且需引入点到多点流量模型。12、从网络运营角度看,TDLTE带来了哪些变化?答:TDLTE的引入,网络传输带宽更高、业务类型更加丰富、网络架构也发生了变化,对运营角度的变化主要体现在如下四个方面:(1)由于TDLTE可支持的业务传输带宽、业务类型的变化,网络资源不均衡问题更加突出,用户实时流量查询提醒的诉求将更加强烈,因此对流量经营提出了更高的要求,需要做好流量管控、资费设计、差异化服务、流量提醒等服务。(2)为了给不同业务提供QoS保障,TDLTE需同步引入PCC,实现差异化的QoS业务质量保证和流量管控,提升流量价值。(3)LTE引入也为集中化部署带来契机,有利于降低运营
20、成本,提高资源利用率,降低网络复杂度,可重点考虑EPC、信令网、用户数据、支撑系统等的集中化部署。(4)TDLTE引入了SON等网络自动化功能,网络的运维更加智能化。13、频谱在移动通信中有什么用?答:频谱资源是无线通信传统传送信息的载体,是移动通信系统必备的基本资源。其作为类似于“土地”,移动通信系统的建设类似于盖“房子”,有了“土地”,才能盖“房子”,盖好“房子”才能招待客户,才能有收益。无线电频谱具有稀缺性、独享性、不可再生性,是一个国家重要的战略性资源。14、TDLTE与LTE FDD使用频谱的方式一样吗?答:不一样,两者使用频谱的方式不同:TDD方式是在同一段频谱资源上,某个时间段由
21、基站发送信号给终端,另外的时间由终端发送信号给基站;而FDD指在分离的两个对称频段上进行接收和发送,可以做到同时收发。因此,LTE FDD需要上下行成对的频谱资源而TDLTE不用。15、TDLTE能够使用现有2G/3G的频谱吗?答:TDLTE能否使用2G/3G频谱,取决于TDLTE系统与2G/3G的频段使用方式是否相同。由于2G没有TDD制式,因此TDLTE无法使用2G频谱资源;对于3G系统中的TDD制式,TDLTE可以使用这部分频谱资源。例如:中国移动使用F频段(1880MHz1900MHz)部署了3G TDSCDMA,同时也可以进行TDLTE试验。16、什么是D频段,什么是F频段?与标准中
22、定义的BAND是什么对应关系?答:在3G时代,FDD(WCDMA)和TDD(TDSCDMA)的射频规范是分别制定的,因此FDD和TDD频段编号也是独立定义在各自射频规范中的,FDD频段编号为I、II、III,TD频段为编号为A、B、C、D。在LTE时代,LTE FDD和TDLTE共享同一本射频规范,频段也统一编号,共64个频段编号,FDD从132,TDD从3364。其中部分频段是由3G升级而来,以TDD为例,D频段(25702620MHz)在TDLTE规范中对应Band38,而F频段(18801920MHz)在TDLTE中称为Band39。由于3G时代的习惯,目前仍保留D频段以及F频段的称呼。
23、17、TDLTE频谱的分布?目前TDLTE我国可采用的频段?答:目前全球TDLTE可使用频段有12个。目前,中国共有TD移动通信系统划分了4个频段(A频段/Band34;F频段/Band39;E频段/Band40;D频段/Band41),共345MHz,其中部分频段已分配给中国移动用于TDLTE,其它频段待分配,具体情况如下:(1)18801920MHz(F频段,Band39),其中18801900MHz划分给中国移动用于部署TDSCDMA网络,前期的TDLTE规模试验及扩大规模试验中的十大城市在此频段开展TDLTE技术试验;(2)23002400MHz(E频段,Band40,限室内使用),其
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