4 LTE和WiMAX的技術差異

　　由上節(jié)所述，LTE和WiMAX在系統(tǒng)架構和設計目標方面具有許多技術方面的相似之處，例如：都采用了基于扁平IP架構的OFDMA技術，通過應用各項技術達到甚至超過了IMT-A系統(tǒng)的性能要求。然而，這兩種標準間也存在著許多技術上的差異.wiMAX 1.0相對于LTE系統(tǒng)，以及WiMAX 2.0相對于LTE-A系統(tǒng)的技術差異主要有以下幾方面：

　　1) 雙工模式：LTE和WiMAX技術都能夠支持TDD和FDD兩種雙工模式。雖然移動通信技術經(jīng)過幾代的發(fā)展，但FDD模式仍是大多數(shù)電信公司的主流選擇。而TD-LTE是中國國自主提出的3G標準——TD-SCDMA演進而來，近年來才逐漸受到關注。另一方面，WiMAX至始至終聚焦在TDD，將來最有可能與WiMAX技術結合的LTE標準是TD-LTE。

　　2) 頻譜方面：LTE和LTE-A使用的是得到許可證的IMT-2000的頻段，例如700、900、1800、2100或2600 MHz頻段。而WiMAX使用的頻段是2.3、2.5、3.5或5.8 GHz.lTE系統(tǒng)可用頻段相對較低，相比較WiMAX具有明顯的覆蓋優(yōu)勢，增大了LTE技術用于公共廣域網(wǎng)的機會。目前也有一些運營商已經(jīng)開始嘗試利用自己所擁有的WiMAX頻段部署LTE網(wǎng)絡。

　　3) 子載波間隔：LTE系統(tǒng)的子載波間隔為15KHz，WiMAX 2.0系統(tǒng)的子載波間隔為10.94KHz。較大的子載波間隔，使得LTE系統(tǒng)對多普勒頻移有更大的容忍度，支持的用戶終端的移動速度也將更高.lTE系統(tǒng)可以支持終端移動速度為350kmph，而WiMAX 1.0系統(tǒng)支持的最大速度僅為120kmph，直到WiMAX 2.0系統(tǒng)才能夠支持到350kmph。

　　4) 接入技術：LTE-A系統(tǒng)采用的下行接入技術OFDMA，上行接入技術為SC-FDMA（單載波頻分多址，Single-carrier Frequency-Division Multiple Access）.sC-FDMA相比較OFDMA來說，PAPR（峰均比，Peak-to-Average-Power-Ratio）能夠降低3~5dB。因此SC-FDMA技術能夠改善上行鏈路質量，提升網(wǎng)絡覆蓋能力和小區(qū)邊緣用戶的吞吐率.wiMAX 2.0系統(tǒng)的上下行鏈路均采用的是SOFDMA技術。相對于SC-FDMA，OFDM的主要優(yōu)勢能夠對抗多徑信號傳播，使其尤其適用于寬帶通信系統(tǒng)[15]。

　　除了以上幾各方面，文獻[16]從安全和企業(yè)IP網(wǎng)絡整合兩個方面，對LTE和WiMAX應用于企業(yè)環(huán)境時的異同之處進行了對比分析。研究結果表明LTE和WiMAX技術都可以用于下一代移動企業(yè)網(wǎng)絡的建設和發(fā)展。在安全性方面，由于WiMAX的認證協(xié)議，使得WiMAX天生就能滿足企業(yè)的安全要求。

　　所以可以得出結論，LTE的設計標準對移動性、數(shù)據(jù)吞吐量和系統(tǒng)容量的關注度極高。這些因素固然重要，但相對于其他一些因素，這些因素可能不會影響一個技術的普及。對于這一問題，我們將在第5節(jié)中進行討論。

　　5 其他方面的差異和影響因素

　　除了技術方面的差異外，運營商和監(jiān)管等因素的調整和制約，也會導致LTE和WiMAX之間相互的優(yōu)勢地位發(fā)生改變。

　　相對于LTE的商用，WiMAX網(wǎng)絡的出現(xiàn)和部署要更早。在美國，由Clearwire公司和Sprinit公司合伙部署WiMAX的商用網(wǎng)絡。在韓國、俄羅斯、日本等國的許多大公司也都在部署和推廣WiMAX網(wǎng)絡。由于固定線路基礎設施的缺乏，諸如印度這樣的發(fā)展中國家發(fā)現(xiàn)，即使是非移動版本的WiMAX技術也能夠滿足他們對寬帶網(wǎng)絡需求[17]。

　　WiMAX采用TDD技術，因此不需要使用成對的頻譜資源資源，同時上下行鏈路在時隙分配上也具有很大靈活性，更適合于數(shù)據(jù)傳輸。這使得WiMAX替代有線DSL網(wǎng)絡成為可能。另一方面，移動通信運營商建設的3GPP 2G、3G和LTE網(wǎng)絡，仍需要分別為上下行鏈路配置單獨的頻帶，因此頻譜租賃和設備成本都非常昂貴，當然TD-LTE網(wǎng)絡除外。

　　為了追求更高的性能，IEEE的一系列WiMAX版本，都是模塊化的獨立的標準體系，這使得它與3GPP標準間的兼容性無法實現(xiàn)。例如WiMAX 2.0（4G版WiMAX）不支持傳統(tǒng)的3GPP的設備，這意味著不能切換到2G（GSM）和3G（UMTS）網(wǎng)絡。但是另一方面，3GPP則為歐洲、北美和中國主導的2、3G標準向LTE的演進提供了清晰的思路，同時LTE-A能夠后向兼容以前所有的技術標準。因此，世界上部署了3GPP網(wǎng)絡的運營商會發(fā)現(xiàn)它們的網(wǎng)絡易于升級，而且它們能將自己已經(jīng)獲取頻譜資源用于LTE網(wǎng)絡，例如2G設備退網(wǎng)后的2G頻譜，這就是一個非常好的商業(yè)案例。

　　中國將依照自己制定的演進路線，實現(xiàn)其主導的3G標準——TD-SCDMA向LTE-A的平滑演進[18]。為了節(jié)約投資，并能夠充分利用現(xiàn)有的網(wǎng)絡設施，中國在制定TD-LTE標準的時候就充分結合TD-SCDMA的技術特點，確保TD-LTE能夠后向兼容TD-SCDMA，實現(xiàn)TD-SCDMA技術的平滑演進。與此同時，由于WiMAX支持的頻譜非常有限，使得已經(jīng)部署了3GPP網(wǎng)絡的運營商很難轉向WiMAX網(wǎng)絡的建設。

　　盡管WiMAX在其早期階段取得了一定的優(yōu)勢，但最終的贏家還是LTE.lTE的成功主要是因為支持技術的后向兼容性，這奠定了它能夠擁有雄厚的用戶資源，盡管這些客戶中有許多還僅僅使用的是2G網(wǎng)絡。表1將3GPP的LTE和IEEE 802.16到WiMAX的演進過程進行對比.iEEE標準的優(yōu)勢是一開始就采用OFDMA技術、提供高速率的數(shù)據(jù)傳輸、全IP化、網(wǎng)絡結構扁平化等，首先局部區(qū)域的無線網(wǎng)絡數(shù)據(jù)接入服務，在取得成功后，向支持移動性和語音通話的方向發(fā)展。另一方面，與WiMAX的發(fā)展路線正好相反，3GPP的目標首先是提供廣覆蓋和無處不在的網(wǎng)絡服務，隨后逐漸采用一些新技術，如WiMAX一開始就用到的OFDMA、TDD、全IP、扁平化的網(wǎng)絡結構、高傳輸速率等，使得3GPP首先獲得了巨大的用戶群體，然后又能夠充分利用WiMAX已經(jīng)成熟的關鍵技術。在種種這些因素的綜合作用下，LTE取得了成功。

　　6 LTE和WiMAX的未來

　　扁平化的網(wǎng)絡、全IP、TDD等先進技術和理念使得WiMAX比LTE具有一定的技術優(yōu)勢。3GPP從純電路交換的2G技術，演進到半分組交換的2.5G和3G技術，最終演進為全分組交換的LTE和LTE-A。一開始電信運營商服務對象就是大眾客戶，目標是建設公共網(wǎng)絡和實現(xiàn)廣覆蓋。而WiMAX的目標是為細分市場提供寬帶服務。連同上網(wǎng)討論的一些因素，是人們意識到，WiMAX技術缺乏與其它技術標準間的兼容性，WiMAX標準體系過于孤立，在3GPP的系列標準面前，尤其是備受關注的LTE面前失去了應有的競爭力。為應對這種局面，WiMAX論壇已經(jīng)制定多個計劃，其中的一個就是促進與LTE技術的融合。