摘要：UTRA 的長(zhǎng)期演進(jìn)(Long Term Evolution ,LTE) 技術(shù)存在LTE FDD和LTE TDD兩大陣營(yíng)，本文在比較分析TDD和FDD技術(shù)特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，對(duì)LTE TDD（即TD-LTE）的特有技術(shù)進(jìn)行了總結(jié)，并結(jié)合中國(guó)移動(dòng)現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)部署和TDD頻段資源情況，對(duì)LTE TDD和LTE FDD的應(yīng)用前景進(jìn)行了初步分析。

1、引言

隨著移動(dòng)通信技術(shù)的蓬勃發(fā)展，無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)呈現(xiàn)出移動(dòng)化、寬帶化和IP 化的趨勢(shì)，移動(dòng)通信市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)也日趨激烈。為應(yīng)對(duì)來(lái)自WiMAX ，Wi-Fi 等傳統(tǒng)和新興無(wú)線(xiàn)寬帶接入技術(shù)的挑戰(zhàn)，提高3G在寬帶無(wú)線(xiàn)接入市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)力，3GPP 開(kāi)展UTRA長(zhǎng)期演進(jìn)(Long Term Evolution ,LTE) 技術(shù)的研究，以實(shí)現(xiàn)3G技術(shù)向B3G和4G的平滑過(guò)渡。LTE的改進(jìn)目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)更高的數(shù)據(jù)速率、更短的時(shí)延、更低的成本，更高的系統(tǒng)容量以及改進(jìn)的覆蓋范圍。

        LTE系統(tǒng)同時(shí)定義了頻分雙工(Frequency Division Duplexing, FDD) 和時(shí)分雙工(Time Division Duplexing, TDD) 兩種方式，但由于無(wú)線(xiàn)技術(shù)的差異、使用頻段的不同以及各個(gè)廠(chǎng)家的利益等因素，LTE FDD支持陣營(yíng)更加強(qiáng)大，標(biāo)準(zhǔn)化與產(chǎn)業(yè)發(fā)展都領(lǐng)先于LTE TDD。2007年11月，3GPP RAN1會(huì)議通過(guò)了27家公司聯(lián)署的LTE TDD融合幀結(jié)構(gòu)的建議，統(tǒng)一了LTE TDD的兩種幀結(jié)構(gòu)。融合后的LTE TDD幀結(jié)構(gòu)是以TD-SCDMA的幀結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)的，這就為TD-SCDMA成功演進(jìn)到LTE乃至4G標(biāo)準(zhǔn)奠定了基礎(chǔ)。

        TDD幀結(jié)構(gòu)的融合使更多的廠(chǎng)商參與到TDD的標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程中，LTE TDD技術(shù)受到了廣泛的重視，其產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程也有了顯著的發(fā)展。本文在比較分析TDD和FDD技術(shù)特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，總結(jié)了TD-LTE系統(tǒng)的特有技術(shù)，并結(jié)合中國(guó)移動(dòng)現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)部署和TDD頻段資源情況，對(duì)LTE TDD和LTE FDD的應(yīng)用前景進(jìn)行了分析。

2、FDD與TDD工作原理

頻分雙工(FDD) 和時(shí)分雙工(TDD) 是兩種不同的雙工方式。如圖1所示，FDD是在分離的兩個(gè)對(duì)稱(chēng)頻率信道上進(jìn)行接收和發(fā)送，用保護(hù)頻段來(lái)分離接收和發(fā)送信道。FDD必須采用成對(duì)的頻率，依靠頻率來(lái)區(qū)分上下行鏈路，其單方向的資源在時(shí)間上是連續(xù)的。FDD在支持對(duì)稱(chēng)業(yè)務(wù)時(shí)，能充分利用上下行的頻譜，但在支持非對(duì)稱(chēng)業(yè)務(wù)時(shí)，頻譜利用率將大大降低。

        TDD用時(shí)間來(lái)分離接收和發(fā)送信道。在TDD 方式的移動(dòng)通信系統(tǒng)中, 接收和發(fā)送使用同一頻率載波的不同時(shí)隙作為信道的承載, 其單方向的資源在時(shí)間上是不連續(xù)的，時(shí)間資源在兩個(gè)方向上進(jìn)行了分配。某個(gè)時(shí)間段由基站發(fā)送信號(hào)給移動(dòng)臺(tái)，另外的時(shí)間由移動(dòng)臺(tái)發(fā)送信號(hào)給基站，基站和移動(dòng)臺(tái)之間必須協(xié)同一致才能順利工作。

圖1：FDD和TDD的工作原理

        TDD 雙工方式的工作特點(diǎn)使TDD具有如下優(yōu)勢(shì)：

（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(guò)調(diào)整上下行時(shí)隙轉(zhuǎn)換點(diǎn)，提高下行時(shí)隙比例，能夠很好的支持非對(duì)稱(chēng)業(yè)務(wù)；
（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(shè)備成本；
（4）接收上下行數(shù)據(jù)時(shí)，不需要收發(fā)隔離器，只需要一個(gè)開(kāi)關(guān)即可，降低了設(shè)備的復(fù)雜度；
（5）具有上下行信道互惠性，能夠更好的采用傳輸預(yù)處理技術(shù)，如預(yù)RAKE 技術(shù)、聯(lián)合傳輸(JT)技術(shù)、智能天線(xiàn)技術(shù)等, 能有效地降低移動(dòng)終端的處理復(fù)雜性。

但是，TDD雙工方式相較于FDD，也存在明顯的不足：

（1）由于TDD方式的時(shí)間資源分別分給了上行和下行，因此TDD方式的發(fā)射時(shí)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(wú)法進(jìn)行干擾隔離，系統(tǒng)內(nèi)和系統(tǒng)間存在干擾；
（4）為了避免與其他無(wú)線(xiàn)系統(tǒng)之間的干擾，TDD需要預(yù)留較大的保護(hù)帶，影響了整體頻譜利用效率。