无线通信基础知识

无线通信知识基础

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2017/2/7 11:17:08 上海长宁

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1 移动通信系统工作方式

• 单工：信息只向一个方向传播
• 半双工：信息可以双向传播，但宏观的同一时间只能传播一个方向。上传与下载不能同时进行
• 全双工：信息可以双向传播，又细分为时分双工和频分双工
  
  1. 时分双工（TDD）：上行与下行频段一致，将波传播的时间轴一分为二。一部分上传，另一部分下载，类似于同步的半双工。上行与下行的时间差极短，人类无法感知，以实现宏观的全双工。
  2. 频分双工（FDD）：上行与下行频段不同。两频段隔开，成为保护频，且这两段频段必须对称，即带宽相同。
  3. 目前，4G网络中，中国移动采用的是TD-LTE，中国联通和中国电信采用的是LTE-FDD。

2 4G通信传输比较

• TD-LTE
  是我国自主研发的4G标准，依据3G网络发展而来。它采用TDD方式传输，而且其基站覆盖半径比LTE-FDD小，传输时间差导致传输速度受到限制。理论下行峰值为100Mbps。比LTE-FDD要慢许多。其优点在于占用的频段少，资源利用率高，带宽长。
• LTE-FDD
  是国际主流4G标准，超过90%是FDD的LTE网络。它采用FDD方式传输，但FDD制式必须有对称且分开的上行、下行频段，频段资源利用率很低。大概105MHz的频段只有上下10MHz可用，这也使得带宽变窄。其优点在于传输速度快，理论下行峰值为150Mbps，并且基站的覆盖范围广。

3 4G时代的语音通信

在2G/3G时代，移动核心网分为两个独立域：电路域（语音相关）和分组域（数据业务），3G可以实现语音通话和数据下载同时进行。
4G时代，不再有这两个域，而仅存分组域核心网（EPC）。当语音业务完全数据化，LTE网络才能承载语音通信，而目前不可行。
4G通信解决方案主要有以下几种：

• 双待机
  让4G和3G/2G双待机，4G用来传输数据，2G/3G用来语音通信，二者互不影响。缺点是手机的功耗增加，待机时间变短。

• CSFB（电路域回落）
  语音通话时回落到2G模式（无法上网），结束后恢复3G/4G模式。功耗降低。缺点是回落以及恢复的时间需要优化，优化的不好，耗时会很长，即使又花了也有一定的时间限制。目前世界上大多数运营商采用此方案。

• VOLTE（Voice Over LTE）
  它是基于IMS（IP多媒体子系统），将语音数据化的方式进行语音通话。它也是LTE网络承载语音通信的唯一方式。VOLTE与2G/3G有着本质的区别，而且，相较于2G/3G的通话质量和拨号延时等都有明显的优势。它的缺点也很明显，VOLTE必须依赖于4G网络的覆盖，一旦该区域没有4G网络，那么通话就无法使用。而目前4G要实现全覆盖还有很长的路要走，这意味着VOLTE投入使用很难进行下去。

  值得一提的是，微信等IM工具的兴起，对传统的语音通信带来巨大冲击，而他们使用的通信技术正是VOIP技术。以至于运营商向通过VOLTE取代微信的工具变得不现实。还有一方面就是5G技术的发展也许会越过VOLTE的普及，从而使得VOLTE失去其最初设想的意义。

4、LTE介绍

LTE（Long Term Evolution）长期演进技术：虽被宣传是4G的标准，但它并未被3GPP认可为国际电信联盟描述的4G标准，严格意义上未达到4G标准。真正的4G标准是升级版的LTE-A（LTE Advanced）。
LTE系统只存在分组域，分为两个网元：
- EPC（演进分组核心网）：MME（心灵处理部分）、SGW（数据处理部分）
- eNodeB（演进NodeB接入网）：终端<—>基站