無線通訊知識基礎

2017/2/7 11:17:08 上海長寧

1 移動通訊系統工作方式

• 單工：資訊只向一個方向傳播
• 半雙工：資訊可以雙向傳播，但巨集觀的同一時間只能傳播一個方向。上傳與下載不能同時進行
• 全雙工：資訊可以雙向傳播，又細分為時分雙工和頻分雙工
  
  1. 時分雙工（TDD）：上行與下行頻段一致，將波傳播的時間軸一分為二。一部分上傳，另一部分下載，類似於同步的半雙工。上行與下行的時間差極短，人類無法感知，以實現巨集觀的全雙工。
  2. 頻分雙工（FDD）：上行與下行頻段不同。兩頻段隔開，成為保護頻，且這兩段頻段必須對稱，即頻寬相同。
  3. 目前，4G網路中，中國移動採用的是TD-LTE，中國聯通和中國電信採用的是LTE-FDD。

2 4G通訊傳輸比較

• TD-LTE
  是我國自主研發的4G標準，依據3G網路發展而來。它採用TDD方式傳輸，而且其基站覆蓋半徑比LTE-FDD小，傳輸時間差導致傳輸速度受到限制。理論下行峰值為100Mbps。比LTE-FDD要慢許多。其優點在於佔用的頻段少，資源利用率高，頻寬長。
• LTE-FDD
  是國際主流4G標準，超過90%是FDD的LTE網路。它採用FDD方式傳輸，但FDD制式必須有對稱且分開的上行、下行頻段，頻段資源利用率很低。大概105MHz的頻段只有上下10MHz可用，這也使得頻寬變窄。其優點在於傳輸速度快，理論下行峰值為150Mbps，並且基站的覆蓋範圍廣。

3 4G時代的語音通訊

在2G/3G時代，移動核心網分為兩個獨立域：電路域（語音相關）和分組域（資料業務），3G可以實現語音通話和資料下載同時進行。
4G時代，不再有這兩個域，而僅存分組域核心網（EPC）。當語音業務完全資料化，LTE網路才能承載語音通訊，而目前不可行。
4G通訊解決方案主要有以下幾種：

• 雙待機
  讓4G和3G/2G雙待機，4G用來傳輸資料，2G/3G用來語音通訊，二者互不影響。缺點是手機的功耗增加，待機時間變短。

• CSFB（電路域回落）
  語音通話時回落到2G模式（無法上網），結束後恢復3G/4G模式。功耗降低。缺點是回落以及恢復的時間需要優化，優化的不好，耗時會很長，即使又花了也有一定的時間限制。目前世界上大多數運營商採用此方案。

• VOLTE（Voice Over LTE）
  它是基於IMS（IP多媒體子系統），將語音資料化的方式進行語音通話。它也是LTE網路承載語音通訊的唯一方式。VOLTE與2G/3G有著本質的區別，而且，相較於2G/3G的通話質量和撥號延時等都有明顯的優勢。它的缺點也很明顯，VOLTE必須依賴於4G網路的覆蓋，一旦該區域沒有4G網路，那麼通話就無法使用。而目前4G要實現全覆蓋還有很長的路要走，這意味著VOLTE投入使用很難進行下去。

  值得一提的是，微信等IM工具的興起，對傳統的語音通訊帶來巨大沖擊，而他們使用的通訊技術正是VOIP技術。以至於運營商向通過VOLTE取代微信的工具變得不現實。還有一方面就是5G技術的發展也許會越過VOLTE的普及，從而使得VOLTE失去其最初設想的意義。

4、LTE介紹

LTE（Long Term Evolution）長期演進技術：雖被宣傳是4G的標準，但它並未被3GPP認可為國際電信聯盟描述的4G標準，嚴格意義上未達到4G標準。真正的4G標準是升級版的LTE-A（LTE Advanced）。
LTE系統只存在分組域，分為兩個網元：
- EPC（演進分組核心網）：MME（心靈處理部分）、SGW（資料處理部分）
- eNodeB（演進NodeB接入網）：終端<—>基站