3G和4G蜂窝系统的真正区别

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什么是3G?

  G的意思当然是“Generation”,也就是“代”的意思。蜂窝电话和系统按照所属的“代”进行划分。第三代(3G)电话从90年代晚期到2000年期间开始发展,目标是改善数据吞吐量和传输速度。3G手机是由第三代合作伙伴计划(3GPP)定义的,后来由ITU-T进行了标准化。3G系统通常是指通用移动通信系统(UMTS),UMTS基于运行在5MHz的宽带CDMA,数据下载速度典型值一般可达到384kb/s,特定情况下最高可达到2Mb/s。另外一个3G标准是CDMA2000,由高通公司推出。CDMA2000采用1.25MHz带宽,数据传输速率可达2Mb/s。它还有一个改进的IS-95版本,即3GPP2标准,传输速率可达到153kb/s,最高可达2Mb/s。

  3G电话标准得到了不断地延伸和提升,以期获得更好的数据速率和吞吐量。WCDMA手机增加了采用正交幅度调制(QAM)的高速分组接入(HSPA),从而实现21或42Mb/s下行(基站到手机)速率,以及7和/或 14Mb/s的上行(手机到基站)速率。AT&T和T-Mobile采用了HSPA技术。CDMA2000手机增加了1xRTT以及Rev.A 和Rev. B修正,提升了传输速率。Verizon和Sprint采用CDMA2000 3G标准技术。实际上所有的标准和智能手机、平板都支持某种形式的3G。

  长期演进(LTE)

  LTE常被称作4G,但其实只是进化的3G标准,有人称其为3.9G。LTE采用了完全不同与CDMA的无线电技术。LTE采用了正交频分复用(OFDM)和正交频分多址(OFDM access)。这种改进了的技术将5、10或20MHz带宽的信道划分为更小的子信道或子载波,每个带宽为15kHz,每个信道只调制部分数据。快速传输的数据被分割成更慢的数据流,借助某种调制方式如QPSK或16QAM,对子载波进行调制。

  LTE还定义了使用多个发射-接受天线的多输入多输出(MIMO)操作。数据流被分割到不同天线,从而提升速度,并且让连接更可靠。采用OFDM和MIMO让LTE下行传输速度达到100Mb/s,上行最高达到50Mb/s。

  Verizon和AT&T正在使用LTE但并没有大规模使用。Sprint及其合作伙伴Clearwire在使用WiMAX。他们将WiMAX称为4G,但根据定义,WiMAX也是3G。Sprint和Clearwire有计划未来转向LTE。

  顺便提一下,3G和4G技术都仅指数据业务。语音业务不属于该技术范围内。所有语音呼叫都是通过2G GSM网络或CDMA2000发起的。所有3G/4G设备都包含多个无线接入,有些针对语音,有些针对数据。最终,语音也会通过LTE传输,但还未实现。

  除了使用完全不同的技术以外,3GPP和ITU-T仍将LTE成为3G技术。

  什么是4G?

  第四代通信技术已经有了定义,但还没有实现。没错,如果不是多数,那也有相当多的运营商和手机厂商、设备厂商都在宣传4G了。根据3GPP和ITU-T对4G的官方定义,4G是指长期演进-高级(LTE-A)。该标准还没有完全制定完成,但基本上是LTE的改进和增强版,有更宽的信道带宽和更多数量的MIMO天线。理论上行数据率为1Gb/s,其他表现要看实际情况。

  不同厂商都在宣称4G,对此,Verizon表示,他们的LTE网络就是4G。AT&T正在以4G的名义推广其LTE和HSPA网络。T-Mobile称他们的HSPA+网络是4G的,Sprint和Clearwire说他们的WiMAX网络是4G的。正如前文提到的,WiMAX和LTE一样都被ITU-T定义为3G。

  从之前WCDMA/CDMA2000 3G定义来看,LTE和WiMAX是完全不同的技术,但是将LTE和WiMAX成为4G似乎也无不妥。两者在数据速率上都上了一个台阶,是否称为4G取决于你对4G的理解和接受。如果运营商现在都将LTE称为4G,他们可能把LTE-Advanced称为5G吗?如果这是好的营销手段的话,他们会。

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