李治+張宇

【摘要】 在現(xiàn)今，3G還未全面廣泛應用，4G就已經(jīng)開始大規(guī)模的宣傳。從近期獲悉，中國移動將會采用自主知識產(chǎn)權的TD-LTE制式。除TD-LTE之外，世界上廣泛采用的一種4G標準還有FDD-LTE。本文將為你介紹這兩種4G網(wǎng)絡模式，并對這兩種組網(wǎng)進行對比分析。

【關鍵詞】 4G TD-LTE FDD-LTE

2015年2月27日，工信部正式向中國聯(lián)通和中國電信發(fā)放LTE FDD 4G牌照，至此，4G網(wǎng)絡正式全面開放。雖然中國移動借助TD制式在4G時代已經(jīng)領跑一年有余，但是中國聯(lián)通/電信與國際接軌的FDD技術同樣不容小窺。那么問題就來了，現(xiàn)在的中國網(wǎng)絡市場，4G網(wǎng)絡究竟哪家強？下面，就讓我們來比較一下TD-LTE和FDD-LTE有何不同。

一、TD-LTE工作原理

TDD則采用的是時間來分離接收和發(fā)送信道。在TDD方式的移動通信系統(tǒng)中，接收和發(fā)送使用同一頻率載波的不同時隙作為信道的承載，其單方向的資源在時間上是不連續(xù)的，時間資源在兩個方向上進行了分配。某個時間段由基站發(fā)送信號給移動臺，另外的時間由移動臺發(fā)送信號給基站，基站和移動臺之間必須協(xié)同一致才能順利工作。

二、FDD-LTE工作原理

頻分雙工（FDD）和時分雙工（TDD）是兩種不同的雙工方式。FDD是在分離的兩個對稱頻率信道上進行接收和發(fā)送，用保護頻段來分離接收和發(fā)送信道。因此，F(xiàn)DD必須采用成對的頻率，依靠頻率來區(qū)分上下行鏈路，其單方向的資源在時間上是連續(xù)的。在優(yōu)勢方面，F(xiàn)DD在支持對稱業(yè)務時，可以充分利用上下行的頻譜，但在支持非對稱業(yè)務時，頻譜利用率將大大降低。

三、TD-LTE與FDD-LTE組網(wǎng)對比分析

3.1 TD-LTE與FDD-LTE技術差異區(qū)別

TD-LTE采用時分雙工（TDD），LTE-FDD采用頻分雙工（FDD），這是兩種完全不同的雙工方式。TDD的系統(tǒng)接收和傳送是在同一頻率信道，即載波的不同時隙，用保護時間來分離接收與傳送信道；而FDD則是在分離的兩個對稱的頻率信道上，用保護頻段來分離接收與傳送信道，如下圖所示。

3.3 TD-LTE與FDD-LTE工作原理區(qū)別

TDD用時間來分離接收和發(fā)送信道。在TDD方式的移動通信系統(tǒng)中，接收和發(fā)送使用同一頻率載波的不同時隙作為信道的承載，其單方向的資源在時間上是不連續(xù)的，時間資源在兩個方向上進行了分配。某個時間段由基站發(fā)送信號給移動臺，另外時間由移動臺發(fā)送信號給基站，基站和移動臺之間必須協(xié)同一致才能順利工作。

四、TD-LTE的優(yōu)勢

1.能夠靈活配置頻率，使用FDD 系統(tǒng)不易使用的零散頻段；2.可以通過調整上下行時隙轉換點，提高下行時隙比例，能夠很好的支持非對稱業(yè)務；3.具有上下行信道一致性，基站的接收和發(fā)送可以共用部分射頻單元，降低了設備成本；4.接收上下行數(shù)據(jù)時，不需要收發(fā)隔離器，只需要一個開關即可，降低了設備的復雜度；5.具有上下行信道互惠性，能夠更好的采用傳輸預處理技術，如預RAKE 技術、聯(lián)合傳輸（JT）技術、智能天線技術等， 能有效地降低移動終端的處理復雜性。6.與TD-SCDMA的共存。LTE TDD系統(tǒng)還有一個LTE FDD無法比擬的優(yōu)勢，就是LTE TDD系統(tǒng)能夠與TD-SCDMA系統(tǒng)共存。對現(xiàn)有通信系統(tǒng)來說，目前的數(shù)據(jù)傳輸速率已經(jīng)無法滿足用戶日益增長的需求，運營商必須提前規(guī)劃現(xiàn)有通信系統(tǒng)向B3G/4G系統(tǒng)的平滑演進。由于LTE TDD幀結構基于我國TD-SCDMA的幀結構，能夠方便的實現(xiàn)TD-LTE系統(tǒng)與TD-SCDMA系統(tǒng)的共存和融合。如圖4所示，以5ms 的子幀為基準，TD-SCDMA有7個子幀，且特殊時隙是固定的，TD-LTE通過調整特殊時隙的長度，就能夠保證兩個系統(tǒng)的GP時隙重合（上下行切換點），從而實現(xiàn)兩個系統(tǒng)的融合。7.智能天線的使用。智能天線技術是未來無線技術的發(fā)展方向，它能降低多址干擾，增加系統(tǒng)的吞吐量。在LTE TDD系統(tǒng)中， 上下行鏈路使用相同頻率， 且間隔時間較短， 小于信道相干時間，鏈路無線傳播環(huán)境差異不大，在使用賦形算法時，上下行鏈路可以使用相同的權值。與之不同的是， 由于FDD 系統(tǒng)上下行鏈路信號傳播的無線環(huán)境受頻率選擇性衰落影響不同， 根據(jù)上行鏈路計算得到的權值不能直接應用于下行鏈路。因而， LTE TDD系統(tǒng)能有效地降低移動終端的處理復雜性。8.支持非對稱業(yè)務。在第三代移動通信系統(tǒng)以及未來的移動通信系統(tǒng)中，除了提供語音業(yè)務之外，數(shù)據(jù)和多媒體業(yè)務將成為主要內(nèi)容，且上網(wǎng)、文件傳輸和多媒體業(yè)務通常具有上下行不對稱特性。LTE TDD系統(tǒng)在支持不對稱業(yè)務方面具有一定的靈活性。根據(jù)LTE TDD幀結構的特點，LTE TDD系統(tǒng)可以根據(jù)業(yè)務類型靈活配置LTE TDD幀的上下行配比。如瀏覽網(wǎng)頁、視頻點播等業(yè)務，下行數(shù)據(jù)量明顯大于上行數(shù)據(jù)量，系統(tǒng)可以根據(jù)業(yè)務量的分析，配置下行幀多于上行幀情況，如 6DL：3UL ，7DL：2UL，8DL：1UL，3DL：1UL等。而在提供傳統(tǒng)的語音業(yè)務時，系統(tǒng)可以配置下行幀等于上行幀，如2DL：2UL。在LTE FDD系統(tǒng)中， 非對稱業(yè)務的實現(xiàn)對上行信道資源存在一定的浪費， 必須采用高速分組接入（HSPA） 、EV-DO 和廣播/組播等技術。相對于LTE FDD系統(tǒng)，LTE TDD系統(tǒng)能夠更好的支持不同類型的業(yè)務，不會造成資源的浪費。

五、TD-LTE的不足

1.由于TDD方式的時間資源分別分給了上行和下行，因此TDD方式的發(fā)射時間大約只有FDD的一半，如果TDD要發(fā)送和FDD同樣多的數(shù)據(jù)，就要增大TDD的發(fā)送功率；2.TDD系統(tǒng)上行受限，因此TDD基站的覆蓋范圍明顯小于FDD基站；3.TDD系統(tǒng)收發(fā)信道同頻，無法進行干擾隔離，系統(tǒng)內(nèi)和系統(tǒng)間存在干擾；4.由于保護間隔的使用降低了頻譜利用率，特別是提供廣覆蓋的時候，使用長CP，對頻譜資源造成浪費。5.使用HARQ時，TD-LTE的控制信令比LTE-FDD更復雜，且平均RTT比LTE-FDD更長。6.由于上下行信道占用同一頻段的不同時隙，為了保證上下行幀的準確接收，系統(tǒng)對終端和基站的同步要求更高。7.在系統(tǒng)能力表現(xiàn)上，TD-LTE系統(tǒng)在上下行相同配置（如UL：DL=1：1）時比LTE-FDD的覆蓋能力要小，會導致建網(wǎng)成本加大。在相同帶寬時，上下行的峰值速率也比LTE-FDD略低。

六、總結

TD-LTE與FDD-LTE在技術上差異較少而共性更多，兩者都能為移動用戶提供超出以往的移動互聯(lián)網(wǎng)接人體驗。在3G時代，F(xiàn)DD在移動通信領域的絕對優(yōu)勢已成定局，我國的TD-SCDMA國際化發(fā)展機會渺茫，而TDLTE則從標準制定起就和國際其他主流標準同步進行。為保證TD-LTE的技術和標準演進、網(wǎng)絡和終端產(chǎn)業(yè)發(fā)展、網(wǎng)絡建設和運營繼續(xù)保持領先，需要形成與LTE FDD融合、同步發(fā)展的全球化產(chǎn)業(yè)，縮小市場規(guī)模方面的差距。

參 考 文 獻

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[4]陳敏.移動通信FDD-LTE與TD-LTE技術融合組網(wǎng)淺談. 《移動通信》.2013.

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