4G百问丛书入门集1-35

1、什么是LTE？它是4G吗？

答：LTE是Long Term Evolution（长期演进）的缩写。3GPP标准化组织最初制定LTE标准时，定位为3G技术的演进升级。后来LTE技术的发展远远超出了最初的预期，无论是系统架构还是传输技术，相对原来的3G系统均有较大的革新。

严格来说，LTE基础版本Release8/9仅属于3G增强范畴，也称为3.9G；按照国际电联的定义，LTE后续演进版本Release10/11（即LTE—Advanced）才是真正意义的4G。

但从市场推广的角度说，目前全球运营商已普遍将LTE各种版本通称为“4G”。

在本丛书中，按照国际通用说法，将TD—LTE称为4G。

2、LTE标准是哪个组织制定的，目前有几个版本？ 答：LTE标准由国际标准化组织3GPP（third Generation Partnership Project，第三代合作伙伴计划）制定，包括TD—LTE和LTE FDD两种制式。标准的形成得到了全球主流网络运营商、系统设备商、终端厂商、芯片厂商的共同参与支持。

截止2013年5月，3GPP已发布4个稳定的LTE版本，包括基础版本（Release8/9，即3.9G）与增强版本（Release10/11，即4G），并正在制定第5个版本Release 12。TD—LTE标准从2004年底开始制定，版本发布基本与LTE FDD保持同步。

目前，中国移动在全国16城市建设的TD—LTE扩大规模试验网络以及所采购的终端均基于R9协议版本。

3、什么是TD—LTE？

答：根据频率使用方式（双工方式）不同，LTE可分为LTE TDD和LTE FDD两种，其中LTE TDD又被称为TD—LTE。TD—LTE由中国企业主导并被全球广泛认可。TD—LTE是TD—SCDMA的后续演进技术，可大幅提升上网速率，增强用户的数据业务体验。

4、TD—LTE是如何产生的？

答：LTE标准中原先除了FDD帧结构外，还同时存在着两种TDD帧结构，即LTE TDD Type1和Type2，分别支持WCDMA/TDD和TD—SCDMA的后续演进。2007年下半年，随着标准化和产业化工作的进展，中国通信产业界意识到，LTE TDD Type1和Type2两种帧结构共存的局面，不仅对于标准的推进还是未来产业的发展都是不利的，会分散产业资源和力量，不利于形成规模效应。LTE TDD Type2虽然能与TD—SCDMA系统完美共存，但是系统设计的资源利用效率有待提升、与FDD帧结构差异较大、不利于双模系统和终端的实现，按照这个方向演进，有可能会延续TD—SCDMA封闭发展的道路。于是，中国移动等公司大胆提出设想，能否以现存的LTE TDD Type2帧结构为基础，将两种TDD帧结构融合为一种新的帧结构，进而形成一种融合的LTE TDD标准？

这个大胆的想法在国内引起了热烈讨论，很多人认为这是不太可能实现的。经过反复权衡，统一帧结构对实现中国引领TDD全球产业化发展的巨大作用使中国通信产业界下定决心，开始有计划、有步骤地开展融合工作。如果成功实现以Type2 TDD帧结构为基础的LTE TDD统一帧结构，中国通信产业界将能够在TD—SCDMA的基础上再进一步，第一次实现部分主导统一的主流全球通信标准。

与此同时，移动通信产业的大环境也有利于TDD帧结构融合的实现。当时，WiMAX与LTE的竞争正处于白热化阶段，通过TDD帧结构融合减少LTE标准选项有利于提高LTE技术的竞争力，对于3GPP阵营来说“从根本上是有利的”。如果能够通过融合打造一个统一的LTE TDD标准，对于未来LTE的产业化发展将会起到极其重要的作用。而一个得到中国强有力支持的LTE TDD也将成为与以TDD模式为主的WiMAX竞争的利器，很可能促使当时准备部署或已经部署WiMAX的运营商转向具有更大潜在规模优势、产业链更健壮的LTE TDD。WiMAX阵营也意识到了这一点，进一步加大了对中国的攻势，希望中国能以WiMAX作为后3G时代TDD技术的演进选择。然后让WiMAX阵营没有想到的是，对中国的大力游说，反而促使了原本并不十分关注TDD的欧美运营商支持LTE中TDD帧结构的融合。

2007年底，通过中国通信产业界以及全球各方支持力量的共同努力，在3GPP中通过了TDD帧结构融合方案，即使用与FDD相同

的10ms无线帧（radio frame）和1ms的子帧（subframe）结构，保留了原来TDD Type2和三个特殊时隙：DwPTS/GP/UpPTS，并将其总长度改为1ms，称为特殊子帧（special subframe）。通过特殊子帧，可以实现和TD—SCDMA等TDD系统的邻频共存。融合后的帧结构称为LTE Type2，而FDD帧结构称为LTE Type1。至此，LTE TDD被正式确定为TD—SCDMA后续演进技术，并被命名为TD—LTE。

两种TDD帧结构的融合对于LTE的发展是一个巨大的转折点，它显示了中国在LTE标准制定中开始逐渐引领产业的发展方向。而帧结构的融合，也使得我国LTE产业发展的策略变得清晰起来。之前国内产业界对整个后3G的策略还存在不少困惑，对于到底应该走哪条路，存在各种声音。当最终“以我为主”的帧结构融合完成后，后3G的发展路线不再存在大的争议。随着中国通信产业的全力推动，TD—LTE的产业化发展得到了国际上众多主流公司的认同与支持，使得这一技术真正成为了国际化的主流技术，使得TD—LTE在与WiMAX的竞争中脱颖而出，为之后LTE一统全球产业链奠定了坚实的基础。

5、TD—LTE的设计目标是什么？

答：TD—LTE的设计目标可以概括为三大特点：

（1）“高速率”：更高的频率带宽和更先进的技术，提供真正的移动宽带业务。TD—LTE系统设计要求20MHz带宽内实现下行

峰值速率超过100Mbps，上行峰值速率超过50Mbps。

（2）“低时延”：大幅降低接入时延和端到端业务时延，以支持实时交互类业务。TD—LTE系统要求其业务传输的单向时延低于5ms，接入时延低于50ms，从空闲状态到激活状态的迁移时间小于100ms。

（3）“永远在线”：用户注册后，核心网一直保持连接，用户感觉“永远在线”，业务体验更好。

6、TD—LTE与TD—SCDMA是否有关系，优势在哪里？ 答：TD—SCDMA是3G技术，而TD—LTE是4G技术。TD—LTE是TD—SCDMA的后续演进技术，它对TD—SCDMA的关键技术（如：智能天线、时隙结构设计等）进行了继承、优化和提升，提高频谱使用效率，可带来较TD—SCDMA更高的用户速率、更低的传输时延、更丰富的业务种类。

与TD—SCDMA相比，TD—LTE更加开放和国际化，它由中国企业主导、全球通信产业界共同制定，是真正意义上的国际标准。除了中国移动外，很多国外运营商，包括日本软银、印度Bharti、俄罗斯MTS、美国Clearwire，都在积极规划部署TD—LTE。

7、TD—LTE与LTE FDD的主要区别于优缺点？

答：TD—LTE和LTE FDD是LTE的两种模式。通常，LTE FDD使用成对的频率资源，TD—LTE使用不成对的频率资源；二者使用

（3）LTE引入也为集中化部署带来契机，有利于降低运营成本，提高资源利用率，降低网络复杂度，可重点考虑EPC、信令网、用户数据、支撑系统等的集中化部署。

（4）TD—LTE引入了SON等网络自动化功能，网络的运维更加智能化。

13、频谱在移动通信中有什么用？

答：频谱资源是无线通信传统传送信息的载体，是移动通信系统必备的基本资源。其作为类似于“土地”，移动通信系统的建设类似于盖“房子”，有了“土地”，才能盖“房子”，盖好“房子”才能招待客户，才能有收益。无线电频谱具有稀缺性、独享性、不可再生性，是一个国家重要的战略性资源。

14、TD—LTE与LTE FDD使用频谱的方式一样吗？ 答：不一样，两者使用频谱的方式不同：TDD方式是在同一段频谱资源上，某个时间段由基站发送信号给终端，另外的时间由终端发送信号给基站；而FDD指在分离的两个对称频段上进行接收和发送，可以做到同时收发。因此，LTE FDD需要上下行成对的频谱资源而TD—LTE不用。

15、TD—LTE能够使用现有2G/3G的频谱吗？

答：TD—LTE能否使用2G/3G频谱，取决于TD—LTE系统与

2G/3G的频段使用方式是否相同。由于2G没有TDD制式，因此TD—LTE无法使用2G频谱资源；对于3G系统中的TDD制式，TD—LTE可以使用这部分频谱资源。

例如：中国移动使用F频段（1880MHz—1900MHz）部署了3G TD—SCDMA，同时也可以进行TD—LTE试验。

16、什么是D频段，什么是F频段？与标准中定义的BAND是什么对应关系？

答：在3G时代，FDD（WCDMA）和TDD（TD—SCDMA）的射频规范是分别制定的，因此FDD和TDD频段编号也是独立定义在各自射频规范中的，FDD频段编号为I、II、III…，TD频段为编号为A、B、C、D…。在LTE时代，LTE FDD和TD—LTE共享同一本射频规范，频段也统一编号，共64个频段编号，FDD从1—32，TDD从33—64。其中部分频段是由3G升级而来，以TDD为例，D频段（2570—2620MHz）在TD—LTE规范中对应Band38，而F频段（1880—1920MHz）在TD—LTE中称为Band39。由于3G时代的习惯，目前仍保留D频段以及F频段的称呼。

17、TD—LTE频谱的分布？目前TD—LTE我国可采用的频段？ 答：目前全球TD—LTE可使用频段有12个。目前，中国共有TD移动通信系统划分了4个频段（A频段/Band34；F频段/Band39；E频段/Band40；D频段/Band41），共345MHz，其中部分频段已分

配给中国移动用于TD—LTE，其它频段待分配，具体情况如下： （1）1880—1920MHz（F频段，Band39），其中1880—1900MHz划分给中国移动用于部署TD—SCDMA网络，前期的TD—LTE规模试验及扩大规模试验中的十大城市在此频段开展TD—LTE技术试验； （2）2300—2400MHz（E频段，Band40，限室内使用），其中2320—2370MHz分配给中国移动部署室内TD—SCDMA网络，前期的TD—LTE规模试验及扩大规模试验中的十五个城市在此频段开展TD—LTE（室内技术试验）；

（3）2500—2690MHz（D频段，Band41），其中2570—2620MHz分配给中国移动在十五个城市开展TD—LTE技术试验。

18、为什么是“永远在线”？LTE真能实现“永远在线”吗？ 答：顾名思义，“永远在线”就是指用户随时与网络保持连接，任何时候发起的业务都会得到快速响应。网络连接分两部分，无线连接（用户与基站间）与核心网连接（基站与核心网间）。 在2G/3G网络中，终端一般开机后只进行网络附着，核心网并不预留相应通道资源，发起业务时需要漫长的时间（通常为几秒到十几秒），因此无法满足“永远在线”的要求。

LTE终端开机完成网络附着后，即为终端分配IP地址，在核心网中保留相关用户的会话状态，即保留一个基本通道资源，随时等待用户的接入。而在无线接入网部分，LTE将重新发起会话

所需的时间缩短到用户无法感知的程度（<100ms），因此从用户角度来看已经达到了“永远在线”的要求。

19、为什么TD—LTE与LTE FDD更适合移动互联网业务？ 答：据统计，互联网业务存在非常明显的上下行数据量不对称的特征。由于TD—LTE采用时分双工方式，可以灵活配置上下行的时隙配比，因此其上下行吞吐量也可以配置成非对称的，以匹配互联网业务的特点。而FDD由于上、下行带宽配置无法改变，因此其上、下行吞吐量比例固定。

20、TD—LTE下载/上传单用户理论峰值速率分别能达到多少？

答：峰值速率是指用户下载或上传速度的极限值。按照TD—LTE网络中常用的1：3上下行时隙配比计算，下行峰值速率约为110Mbps，上行峰值速率约为10Mbps。以该速度下载1GByte大小的电影只需要不到2分钟，而采用TD—SCDMA系统则需要80分钟左右；以该速度上传1GByte大小的电影只需14分钟左右，而采用TD—SCDMA系统则需要120分钟左右。

21、TD—LTE与LTE FDD峰值速率如何比较？

在移动互联网业务中，用户流量呈现非对称的特性，一般来说用户对下行速率需求远高于上行速率需求，因此TD—LTE针对

下行速率做了特别的优化。TD—LTE根据具体上下行时隙配置不同，系统速率也有所不同。在2：2上下行时隙配比下，下行速率达到80Mbps，而在1：3上下行时隙配置比，下行速率可达到110Mbps。而LTE FDD由于上、下行带宽配置固定，只能支持一种峰值速率。

22、TD—LTE与WiFi、TD—SCDMA、WCDMA、cdma2000带宽及速率对比？

TD—LTE的单载波可以支持1.4MHz、3MHz、5MHz、10MHz、15MHz和20MHz的系统带宽，最大支持20MHz带宽；WiFi 11n、TD—SCDMA、WCDMA、cdma2000的单载波系统带宽分别为20MHz、1.6MHz、5MHz和1.25MHz。

23、TD—LTE单小区可以支持多少用户同时在线？ 在20MHz带宽条件下，TD—LTE单小区可以支持最多1200个用户同时在线，其受限因素为网络设备的硬件处理能力。

24、TD—LTE支持移动性能如何？

TD—LTE主要面向15km/h以下移动速度优化，能为

15—120km/h的移动用户提供高性能的服务，最大可支持350km/h高速移动场景下不掉线。

25、TD—LTE网络时延如何？

TD—LTE设计时即要求降低用户面和控制面时延。其中用户面延时一般指IP报文（ping包）从终端发送到应用服务器，再返回终端所需的时间；控制面延时指终端由空闲状态转换为连接态所需的时间。

LTE标准要求用户面单向传输时延低于5ms，控制面从空闲状态到激活状态迁移时间低于50ms，从驻留状态到激活状态的迁移时间小于100ms。根据目前规模试验实际测试结果，大部分厂商均达到上述时延指标要求。

26、TD—LTE有哪些特色业务？TD—LTE能给我们的生活带来哪些变化？

TD—LTE网络具有高带宽、低传输时延、服务质量（QoS）保证等特点，结合永远在线、位置定位等TD—LTE特有网络能力，将催生出新型的业务形态、改变用户的工作和生活。 TD—LTE与通信技术相结合，可提供的通话质量远高于现有2G/3G网络的音频、视频通话业务；与定位技术相结合，可提供3D导航、移动增强现实（MobAR）等服务；与视频监控技术相结合，可提供家庭安保等服务；与传感器技术相结合，可提供远程医疗等服务；与互联网技术相结合，可满足用户在线聆听高保真音乐、欣赏高清视频、玩高画质多人游戏的需求，延伸了用户的视觉和听觉，让生活更加便利、安全和多彩。

TD—LTE技术也促进了学习和工作的革命：TD—LTE远程教育逼真度高、互动性强，提高了远程学习的效果；TD—LTE即摄即传提高了新闻采访的实时性，改变了传统的新闻媒体工作方式；TD—LTE移动办公和多媒体会议大大降低了企业内部及企业与产业链之间的沟通成本，提高了协作效率。

27、TD—LTE是否支持语音业务，如何实现？

TD—LTE支持语音业务。目前主要存在三种方式来提供语音业务，分别是CSFB、双待机和VoLTE。CSFB和双待机是VoLTE技术成熟之前的两种过渡语音解决方案，语音在2G/3G网络承载。CSFB是在发起语音前，TD—LTE网络指示用户由TD—LTE回落到2G/3G网络再继续话音呼叫流程，CSFB除了需要TD—LTE无线与核心网支持外，还需2G/3G无线、核心网改造，目前国际主流运营商均采用CSFB作为过渡语音提供方案。双待机是一种终端实现方案，语音业务由2G/3G承载，数据业务由LTE承载，无需网络额外改造。VoLTE是LTE承载语音的最终目标方案，语音通过TD—LTE承载，IMS（IP Multi—media Subsystem：IT多媒体系统）提供业务的会话控制流程；在LTE覆盖的边界区域，为保证VoLTE语音业务的连续性，需要采用SRVCC（Single Radio Voice Call Continuity：单频率语音呼叫连续性）技术将VoLTE语音从TD—LTE网络切换到2G/3G网络。

除此之外，由于TD—LTE支持各种互联网业务，因此用户还

可通过TD—LTE上网使用一些支持VoIP的语音聊天软件。

28、VoLTE是否是一种IP电话，与传统话音的区别是什么？ VoLTE（Voice over LTE）是LTE语音业务实现方式的一种。由于LTE采用全IP架构，VoLTE也是一种IP电话。相对于其他系统的IP电话，VoLTE增加了针对语音业务的控制机制，从而保证了语音质量。

从传统语音业务相比，LTE语音业务在容量及用户体验上均有提升。传统的接入系统承载语音业务需要专用信道资源，虽能较好保证语音质量，但资源调整不灵活，承载效率不高；而LTE系统中，通过快速调度实现语音与其它业务共享信道资源，提高系统容量，此外还能提供更高的信道带宽，实现更高速率的语音编码方式，获得更好的语音质量。

29、TD—LTE是否支持短信、彩信业务，如何实现？ TD—LTE支持短信和彩信业务。TD—LTE时期，主要存在三种手机类型，即双待机、CSFB手机、VoLTE手机，不同类型的手机可通过不同方式继承短信业务：

（1）双待终端的短信业务与传统2G/3G短信的实现方式相同； （2）CSFB手机短信通过LTE核心网与2G/3G核心网之间的接口实现；

（3）VoLTE手机短信业务可通过采用与CSFB终端相同的方式

实现，也可通过IMS提供。 彩信业务方案同2G/3G。

30、LTE能支持话音和数据业务并发吗？

LTE能支持语音和数据业务并发。LTE网络是全IP网络，语音和数据业务均以数据包的形式承载，不同的业务通过不同级别的QoS进行保障。

31、LTE时代有那些新类型的终端或上网设备，有什么特点？ 延续传统2G、3G终端形态，LTE时代仍有数据卡、MiFi（无线移动热点）、CPE、平板电脑和手机等终端产品，同时因为LTE有更高的数据承载能力，还推出了带LTE无线回传功能的摄像机等即摄即传设备，并随着移动互联网业务的快速发展，LTE后续将与汽车、安保等各种业务相结合，引入更多的特色行业终端。这些终端较传统的2G、3G终端最大的特点就在于LTE终端具备了更强的数据传输能力。

32、CPE与MiFi的业务模式有何区别？

MiFi有时也被称为“个人热点”或移动热点终端，用户可以使用Mifi快速的设置一个小型无线局域网，将4G网络信号转换成手机、平板电脑、笔记本电脑都通用的WiFi信号。一般MiFi可同时支持5位WiFi用户，包括数码相机、笔记本、游戏和多媒体播放

器等在支持Wifi的设备都可以通过MiFi上网。

CPE相对MiFi覆盖范围更大，能够同时容纳更多的WiFi用户接入，功能与无线路由器相似，但使用更方便，可随时移动，用户通过购置TD—LTE CPE，并插入中国移动的USIM卡，即可以实现无线上网功能。由于节省铺设有线网络的费用，所以更多地应用于无线公交、有线宽带、WLAN接入不便的中小企业（如商贸城小商铺），或者不希望安装有线宽带的家庭客户（如租房一族）。

33、使用TD—LTE网络，是否需要更换手机、更换号码及SIM卡？

TD—LTE提供业务的方式包括直接和间接两种方式。对于直接使用方式，即用户使用终端产品直接接入LTE网络进行业务，此时现网用户需要更换可支持TD—LTE模式的终端（手机、数据卡、MiFi、CPE等），用户在使用这样的终端时需要更换为USIM卡，但是可以不用更换号码。

对于间接使用方式，用户需要TD—LTE MiFi或者CPE设备作为辅助，通过已有2G/3G终端的WiFi功能接入TD—LTE MiFi和CPE间接使用LTE网络进行数据业务，则用户无需换卡和换终端，但是需要额外配置TD—LTE MiFi或者CPE设备，且该设备需要USIM卡。

34、什么是USIM卡？TD—LTE为什么要使用USIM卡？

USIM全称为Universal Subscriber Identity Module，即通用用户识别卡。相比此前的SIM卡，USIM主要有以下方面的改进： （1）USIM卡采用双向鉴权机制，即除了网络鉴用户外，用户也鉴权网络，因此具有很高的安全性。而SIM卡仅采用网络鉴权用户的单向鉴权。

（2）USIM卡支持更高的机卡接口速率，达到230kbps。 （3）USIM可以同时支持4个并发逻辑应用，SIM卡仅支持单个逻辑应用。

（4）USIM卡支持更为灵活的通讯录，可以存储更多的联系人信息，比如电子邮件地址、家庭电话等。

事实上，USIM卡不仅能用于认证功能，它正在逐步向移动商务平台、乃至多应用平台过渡，可实现电子钱包、电子信用卡、电子票据等其他应用，极大扩展了移动终端的智能化、平台化。 LTE标准不支持SIM卡接入，终端需要使用USIM卡，主要原因是基于安全性的考虑。

35、TD—LTE终端能否使用2G、3G网络？

单模TD—LTE终端无法使用2G/3G网络，但是兼容2G/3G制式的多模TD—LTE终端可以使用2G/3G网络。在LTE网络质量或覆盖不够好的地方，终端可以使用2G/3G网络承载数据或者话音业务。TD—LTE/3G/2G多模终端插入SIM卡和复合USIM卡时都可以接入并使用2G/3G网络。

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