LTE和WiMAX的比较与未来展望(1)(3)

 LTE和WiMAX的技术差异

由上节所述，LTE和WiMAX在系统架构和设计目标方面具有许多技术方面的相似之处，例如：都采用了基于扁平IP架构的OFDMA技术，通过应用各项技术达到甚至超过了IMT-A系统的性能要求。然而，这两种标准间也存在着许多技术上的差异。WiMAX 1.0相对于LTE系统，以及WiMAX 2.0相对于LTE-A系统的技术差异主要有以下几方面：

1) 双工模式：LTE和WiMAX技术都能够支持TDD和FDD两种双工模式。虽然移动通信技术经过几代的发展，但FDD模式仍是大多数电信公司的主流选择。而TD-LTE是中国国自主提出的3G标准——TD-SCDMA演进而来，近年来才逐渐受到关注。另一方面，WiMAX至始至终聚焦在TDD，将来最有可能与WiMAX技术结合的LTE标准是TD-LTE。

2) 频谱方面：LTE和LTE-A使用的是得到许可证的IMT-2000的频段，例如700、900、1800、2100或2600 MHz频段。而WiMAX使用的频段是2.3、2.5、3.5或5.8 GHz。LTE系统可用频段相对较低，相比较WiMAX具有明显的覆盖优势，增大了LTE技术用于公共广域网的机会。目前也有一些运营商已经开始尝试利用自己所拥有的WiMAX频段部署LTE网络。

3) 子载波间隔：LTE系统的子载波间隔为15KHz，WiMAX 2.0系统的子载波间隔为10.94KHz。较大的子载波间隔，使得LTE系统对多普勒频移有更大的容忍度，支持的用户终端的移动速度也将更高。LTE系统可以支持终端移动速度为350kmph，而WiMAX 1.0系统支持的最大速度仅为120kmph，直到WiMAX 2.0系统才能够支持到350kmph。

4) 接入技术：LTE-A系统采用的下行接入技术OFDMA，上行接入技术为SC-FDMA(单载波频分多址，Single-carrier Frequency-Division Multiple Access)。SC-FDMA相比较OFDMA来说，PAPR(峰均比，Peak-to-Average-Power-Ratio)能够降低3~5dB。因此SC-FDMA技术能够改善上行链路质量，提升网络覆盖能力和小区边缘用户的吞吐率。WiMAX 2.0系统的上下行链路均采用的是SOFDMA技术。相对于SC-FDMA，OFDM的主要优势能够对抗多径信号传播，使其尤其适用于宽带通信系统。

除了以上几各方面，从安全和企业IP网络整合两个方面，对LTE和WiMAX应用于企业环境时的异同之处进行了对比分析。研究结果表明LTE和WiMAX技术都可以用于下一代移动企业网络的建设和发展。在安全性方面，由于WiMAX的认证协议，使得WiMAX天生就能满足企业的安全要求。

所以可以得出结论，LTE的设计标准对移动性、数据吞吐量和系统容量的关注度极高。这些因素固然重要，但相对于其他一些因素，这些因素可能不会影响一个技术的普及。对于这一问题，我们将在第5节中进行讨论。

其他方面的差异和影响因素

除了技术方面的差异外，运营商和监管等因素的调整和制约，也会导致LTE和WiMAX之间相互的优势地位发生改变。

相对于LTE的商用，WiMAX网络的出现和部署要更早。在美国，由Clearwire公司和Sprinit公司合伙部署WiMAX的商用网络。在韩国、俄罗斯、日本等国的许多大公司也都在部署和推广WiMAX网络。由于固定线路基础设施的缺乏，诸如印度这样的发展中国家发现，即使是非移动版本的WiMAX技术也能够满足他们对宽带网络需求。

WiMAX采用TDD技术，因此不需要使用成对的频谱资源资源，同时上下行链路在时隙分配上也具有很大灵活性，更适合于数据传输。这使得WiMAX替代有线DSL网络成为可能。另一方面，移动通信运营商建设的3GPP 2G、3G和LTE网络，仍需要分别为上下行链路配置单独的频带，因此频谱租赁和设备成本都非常昂贵，当然TD-LTE网络除外。

为了追求更高的性能，IEEE的一系列WiMAX版本，都是模块化的独立的标准体系，这使得它与3GPP标准间的兼容性无法实现。例如WiMAX 2.0(4G版WiMAX)不支持传统的3GPP的设备，这意味着不能切换到2G(GSM)和3G(UMTS)网络。但是另一方面，3GPP则为欧洲、北美和中国主导的2、3G标准向LTE的演进提供了清晰的思路，同时LTE-A能够后向兼容以前所有的技术标准。因此，世界上部署了3GPP网络的运营商会发现它们的网络易于升级，而且它们能将自己已经获取频谱资源用于LTE网络，例如2G设备退网后的2G频谱，这就是一个非常好的商业案例。

中国将依照自己制定的演进路线，实现其主导的3G标准——TD-SCDMA向LTE-A的平滑演进。为了节约投资，并能够充分利用现有的网络设施，中国在制定TD-LTE标准的时候就充分结合TD-SCDMA的技术特点，确保TD-LTE能够后向兼容TD-SCDMA，实现TD-SCDMA技术的平滑演进。与此同时，由于WiMAX支持的频谱非常有限，使得已经部署了3GPP网络的运营商很难转向WiMAX网络的建设。

尽管WiMAX在其早期阶段取得了一定的优势，但最终的赢家还是LTE。LTE的成功主要是因为支持技术的后向兼容性，这奠定了它能够拥有雄厚的用户资源，尽管这些客户中有许多还仅仅使用的是2G网络。表1将3GPP的LTE和IEEE 802.16到WiMAX的演进过程进行对比。IEEE标准的优势是一开始就采用OFDMA技术、提供高速率的数据传输、全IP化、网络结构扁平化等，首先局部区域的无线网络数据接入服务，在取得成功后，向支持移动性和语音通话的方向发展。另一方面，与WiMAX的发展路线正好相反，3GPP的目标首先是提供广覆盖和无处不在的网络服务，随后逐渐采用一些新技术，如WiMAX一开始就用到的OFDMA、TDD、全IP、扁平化的网络结构、高传输速率等，使得3GPP首先获得了巨大的用户群体，然后又能够充分利用WiMAX已经成熟的关键技术。在种种这些因素的综合作用下，LTE取得了成功。