1.1 终端的工作模式
1.1.1 LTE终端的工作模式
在开始讲解LTE终端的工作模式前，我们先来回答一个问题，什么是待机状态？
待机状态是终端的一种工作模式，类似人的睡眠状态。在规范和参考书中，待机状态称为Idle Mode，所以也有翻译为空闲状态的。
当然，大家不能简单从字面去理解待机状态，认为空闲就是终端什么都不用做的意思。终端的待机状态可不是这样，还是有相当多的任务需要终端来完成的，其中最重要的工作是保持对网络的感知，也就相当于睡觉的时候，我们还能感觉到周边环境的变化，比如温度的高低、空间的明暗，并且还能对刺激作出反应。
当然，待机状态的最大特点是终端的任务比较少，还没有建立与网络的业务连接，基本不占用网络的资源，也就是待机状态开销小、省资源。
正是由于待机状态开销小，网络才有可能支持成千上万的终端，终端才能续航一天甚至更长的时间。
那么除了待机状态，LTE终端还有哪些工作模式呢？LTE终端的工作模式如图1.1所示。
图1.1 LTE终端的工作模式
从图1.1不难看出，LTE的终端除了待机状态，还有关机状态和联机状态。接下来我们就简单介绍一下LTE终端的各种工作模式。
1.1.2 LTE终端工作模式的差别
图1.1中的关机状态就是终端关闭电源，不再感知周边的环境。但是与大家理解有差别的是，关机后终端并没有完全断电，还有一部分模块以极低的功耗工作着。这可以与动物的冬眠相类比，冬眠后动物的新陈代谢速率极低，但是并没有停止。
前面我们把终端的待机状态比作人的睡眠状态。我们都知道，正常人有两种状态：清醒状态与睡眠状态。如果人的睡眠状态可以看成终端的待机状态，那么人的清醒状态就可以类比为终端的另外一种工作模式——联机状态。
只有在联机状态，终端才能与移动通信网络建立业务连接，才能实现移动通信系统的终极任务：让人们在任何时间、任何地点实现沟通。因此，可以说终端就是为了联机状态而生，有了联机状态，终端才有存在价值。
当然，两种状态下终端还是有明显差别的。处在联机状态的终端需要消耗大量的资源，无论是终端自身还是网络侧的开销都很大，这也是终端为什么不能一直停留在联机状态的原因。就像人一样，一直不睡觉是不可想象的。
为了方便大家的理解，图1.2展示了LTE终端功耗随状态变化的情况。从图1.2可以看出，关机、待机和联机三种工作模式下终端功耗有着巨大的差别。另外，我们还可以看到，在待机状态下，终端还细分为休眠和唤醒两种子状态，周期性地出现。
图1.2 LTE终端功耗随状态变化的情况
当然，图1.2只是一个示意图，而且也只是从终端功耗这个侧面进行比较，但是从中我们已经发现了LTE终端工作模式的巨大差别。学完第2章后，我们就可以仔细对比LTE终端的各种工作模式，届时大家将会有更深刻的印象。
1.1.3 LTE终端工作模式从何而来
最后，我们来讲一个扩展内容，就是LTE终端的工作模式从何而来呢？
在《LTE教程：原理与实现》（第2版）一书中，我们介绍了LTE技术的历史渊源：LTE技术从WCDMA技术发展而来，而WCDMA技术又是从GSM技术发展而来的， GSM、WCDMA和LTE技术分别是第2代、第3代和第4代移动通信技术的代表。
从《LTE教程：结构与实施》（第2版）一书中我们看到，LTE技术继承了WCDMA技术的很多特点，那么问题就来了，LTE 终端的工作模式是从 WCDMA 技术中继承过来的吗？
答案：不是！图1.3给出了WCDMA终端的工作模式。可以看到，WCDMA终端的工作模式比LTE终端的工作模式复杂得多，最复杂的就是联机状态，还细分为4种子状态。
图1.3 WCDMA终端的工作模式
当然，WCDMA 终端这样设计，也是有 WCDMA 系统的一些考量的：这是因为WCDMA终端需要同时支持电路交换（CS）和分组交换（PS），采用更多的工作模式可以让终端更灵活。
但是这也带来了一个极大的副作用：终端的工作模式越多，可想而知，终端和网络设备的设计就会变得越复杂。即使终端能设计出来，甚至制造出来，可是当 WCDMA网络真正实施的时候，我们发现网络也不会支持全部的工作模式。
因此，到了LTE系统，就放弃了WCDMA终端这样琐碎的工作模式设计了。
接下来的问题是，LTE终端这样的工作模式是LTE系统的独创吗？
当然不是。其实我们翻看GSM的规范，就会发现LTE终端的工作模式完全复制了GSM终端的工作模式，这也是技术发展历史上非常典型的“隔代遗传”现象。
为什么LTE终端能复制GSM终端的工作模式呢？很重要的一个原因是LTE终端只支持分组交换，就像GSM终端只支持电路交换一样。所以，LTE终端的工作模式才可以简化，没有必要采用WCDMA终端那么多种工作模式。
技术的螺旋式发展，真的可以从GSM、WCDMA和LTE终端工作模式的发展变迁上看到。