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4G LTE速度比較

三星4G LTE上網卡，讓電腦走手機訊號上網。

開通國家

第四代移动通信技术（英语：The fourth generation of mobile phone mobile communication technology standards，縮寫為4G），是3G之後的延伸。

定義

從技术标准的角度看，按照ITU的定義，静态传输速率达到1Gbps，用户在高速移动状态下可以达到100Mbps，就可以作为4G的技术之一。

从运营商的角度看，除了与现有网络的可兼容性外，4G要有更高的数据吞吐量、更低时延、更低的建设和运行维护成本、更高的鉴权能力和安全能力、支持多种QoS等级。

从融和的角度看，4G意味着更多的参与方，更多技术、行业、应用的融合，不再局限于电信行业，还可以应用于金融、医疗、教育、交通等行业；通信终端能做更多的事情，例如除语音通信之外的多媒体通信、远端控制等；或许局域网、互联网、电信网、广播网、卫星网等能够融为一体组成一个通播网，无论使用什么终端，都可以享受高品质的信息服务，向宽带无线化和无线宽带化演进，使4G渗透到生活的方方面面。

从用户需求的角度看，4G能为用户提供更快的速度并满足用户更多的需求。移动通信之所以从模拟到數碼、从2G到4G以及将来的xG演进，最根本的推动力是用户需求由无线语音服务向无线多媒体服务转变，从而激发营运商为了提高ARPU、开拓新的频段支持用户数量的持续增长、更有效的频谱利用率以及更低的营运成本，不得不进行变革转型。

因此，4G描述了下列两种不同但有所重疊的概念：

• 
  高速的流動電話网络，速度如同计算机网络ADSL的频宽，一秒能达10 Mbit或更多。此概念曾被用来描述在无线网络上。也是目前成功的3G系统提供商所提出来的愿景。


• 
  无限网络（Pervasive Network）技术，一个比较抽象的说法是「弥漫型」、「无定型」、「整体」的无线技术，让用户完全融入系统当中。这个概念也包括了智能无线电（Smart Radio）的技术，并能够达到更高的频谱（spectrum use）和传输力量。此外，也能过滤、传输大量訊息。

技術概述

2008年3月，在國際電信聯盟-無線電通信部門（ITU-R）指定一組用於4G標準的要求，命名為 IMT-Advanced 規範，設定4G服務的峰值速度要求在高速移動的通信（如在火車和汽車上使用）达到100 Mbit/s，固定或低速移動的通信（如行人和定點上網的用戶）达到1 Gbit/s。

第一發布版本的LTE（3GPP Release 8）和WiMAX（IEEE 802.16e）支持遠小於1 Gbit/s的峰值比特率，它們不是完全IMT-Advanced的標準，但往往許多電信服務提供商宣傳其為4G網路。2010年12月6日，ITU-R的承認，這兩種技術，以及其他3.9技術，不符合IMT-Advanced的要求，仍可以被認為是“4G”，但前提是它們是先行者，以IMT-Advanced的標準版本和改善的性能和功能來看它只是相當於現在部署的3G網路的程度。

相對於前幾代，4G系統不支持傳統的電路交換的電話業務，而是全互聯網協議（IP）的通信，如VoIP。如下面看到的那樣，擴頻在3G系統中使用的無線電技術，則廢棄所有的4G候選系統，取而代之的是OFDMA 多載波傳輸和其他頻域均衡（FDE）方案，從而有可能轉移非常高的比特率儘管廣泛的多徑電波傳播。峰值比特率是通過進一步改進的智能天線陣列的多輸入多輸出（MIMO）通信。

但傳統的電話業務（語音通話）系統業務，也是重要的一環，在台灣的4G業者技術上，均採取 CSFB（Circuit Switched Fallback）技術，是把4G LTE 網路回退至2G/3G 交換式網路 Circuit-Switch Domain 的一種機制。而在設備廠商之技術演進、市售手機支援度以及網路訊號涵蓋率，可提升至VoLTE語音技術，以提供4G語音電信服務之適當品質,將更清晰的語音和視頻通話質量、更快的呼叫接續速度。

IMT-Advanced的要求

本文使用4G來引用IMT-Advanced所定義的ITU-R 。在IMT-Advanced的蜂窩網路系統必須滿足以下要求：^[1]

• 基於全IP（All IP）封包交換網絡。


• 在高速移動性的環境下達到約100 Mbit/s的速率，如移動接入；在低速移動性的環境下高達約1 Gbit/s的速率，例如游牧/固定無線網路接入的峰值數據速率。


• 能夠動態地共享和利用網絡資源來支持每單元多用戶同時使用。


• 使用5-20MHz可擴展的信道帶寬，任選高達40 MHz。^[2][3]

• 链路頻譜效率的峰值为15 bit/s/Hz（下行）和6.75 bit/s/Hz（上行）（即1 Gbit/s的下行鏈路中應該是可能超過小於67 MHz的帶寬）。


• 系統的頻譜效率下行高達3 bit/s/Hz/cell 和在室内2.25 bit/s/Hz/cell。^[2]


• 跨不同系統網絡的平滑切換。


• 提供高品質的服務QoS(Quality of Service)，為支持新一代的多媒體傳輸能力。

2009年9月，該技術提案被提交給國際電信聯盟（ITU）為4G候選者。^[4]基本上所有的建議都是基於下列兩種技術：

• LTE-Advanced（3GPP Release 10） 由3GPP標準化


• WirelessMAN-Advanced（IEEE 802.16m） 由IEEE標準化

IMT-Advanced的4G標準

• 
  LTE-Advanced（長期演進技術升級版）：是LTE的升級演進，由3GPP所主導制定，完全向后兼容LTE，通常通过在LTE上通过软件升级即可，升级过程类似于从W-CDMA升级到HSPA。峰值速率：下行1Gbps，上行500Mbps。是第一批被国际电信联盟承认的4G标准，也是事实上的唯一主流4G标准。另有TD-LTE的升级演进TD-LTE-Advanced（TD-LTE-A）。
  
  • 
    LTE FDD（频分双工长期演进技术）：最早提出的LTE制式，目前该技术最成熟，全球应用最广泛，终端种类最多^[5]。峰值速率：下行150Mbps，上行40Mbps^[6]。
  
  
  • 
    LTE TDD（时分双工长期演进技术）：又称TD-LTE，是LTE的另一個分支。峰值速率：下行100Mbps，上行50Mbps。由上海貝爾、諾基亞西門子通信、大唐電信、華為技術、中興通訊、中國移動、高通、ST-Ericsson等業者共同開發。
  
  

• 
  WirelessMAN-Advanced（無線城域網升級版）：又称WiMAX-Advanced、WiMAX 2，即IEEE 802.16m是WiMAX的升級演進，由IEEE所主導制定，接收下行與上行最高速率可達到100Mbps，在靜止定點接收可高達1Gbps。^[7]也是国际电信联盟承认的4G标准，不过随着Intel于2010年退出，WiMAX技术也已经被运营商放弃，并开始将设备升级为TD-LTE。^[8]

进展

• 
  北电提出全IP“扁平”架构移动通信网络。


• 
  诺基亚建议I-HSPA（Internet-HSPA）标准。


• 
  高通的DMMX（DO Multicarrier Multilink eXtensions）和HMMX（HSDPA Multicarrier Multilink eXtensions）标准。


• 
  宏達電2008年11月宣布與俄羅斯WiMAX行動通訊電業者Scartel共同發表全球第一支GSM／WiMAX整合式雙模手機HTC Max 4G。


• 截至2010年2月，共有24個國家的51家移动通信網絡公司表示會提供4G服務，其中瑞典、挪威及芬蘭的TeliaSonera已經於2009年12月率先提供LTE服務。


• 宏達電2010年3月23日宣布與美國WiMAX行動通訊業者Sprint Nextel合作發表全球首款CDMA/WiMAX雙模Android平台手機HTC Evo 4G。


• 
  香港電訊商CSL於2012年2月宣布推出供智能手機使用的LTE服務，在此之前CSL已經推出供電腦使用的4G LTE USB Modem。香港大多投得2600MHz頻譜的電訊商，均採用LTE FDD制式，中國移動香港則採用2300MHz及2600MHz建造LTE TDD及FDD雙網絡提供LTE服務。^[9][10]PCCW、中國移動香港、數碼通、3香港均已推出4G服務，除數碼通使用1800MHz為主頻譜外，其他電訊商均是使用2600MHz為主頻譜，1800MHz副頻譜。


• 
  中国大陆方面，工业和信息化部于2013年12月4日向中国移动、中国联通、中国电信颁发“LTE/第四代数字蜂窝移动通信业务(TD-LTE)”经营许可牌照。^[11]2015年2月27日，工业和信息化部向中国电信、中国联通发放“LTE/第四代数字蜂窝移动通信业务（LTE FDD）”经营许可牌照。^[12]


• 
  臺灣的4G LTE業者：中華電信（900MHz、1800MHz、2100MHz、2600MHz）、遠傳電信（700MHz、1800MHz、2100MHz、2600MHz）、台灣大哥大（700MHz、1800MHz、2100MHz）、台灣之星（900MHz、2100MHz、2600MHz）、亞太電信（700MHz、900MHz、2600MHz），皆於2014年5月起陸續開始營運。

參考文獻

參看

• 网状网络


• 
  基地台交遞（handoff）