【資料名稱】：TD-LTE與LTE FDD的技術(shù)比較與融合發(fā)展

【資料作者】：許寧

【資料日期】：201206

【資料語言】：中文

【資料格式】：PDF

【資料目錄和簡介】：

1 引言
隨著移動業(yè)務(wù)特別是移動互聯(lián)網(wǎng)的爆發(fā)式發(fā)展，移
動通信運營商需要采用具有更高頻譜效率和更低時延的
無線接入技術(shù)滿足不斷增長的用戶需求。TD-LTE 和
LTE FDD 是新一代蜂窩移動通信系統(tǒng)的兩大主流無線
接入技術(shù)。兩者因雙工方式的不同，物理層設(shè)計有一
定差別，但最大程度地保證了大部分的技術(shù)和信令是
通用的。這一存異求同的設(shè)計，一方面不可避免地導
致TD-LTE 和LTE FDD 具有各自的特點，另一方面
也為兩種技術(shù)的融合發(fā)展帶來便利。本文在第2 節(jié)對
TD-LTE 和LTE FDD 進行技術(shù)比較，指出兩者在物
理層設(shè)計上的差異，以及這些設(shè)計差異帶來的峰值速
率、用戶面時延、控制面時延等性能差別，并著重對
TD-LTE 相對于LTE FDD 的優(yōu)缺點進行討論。在此
基礎(chǔ)上，本文在第3 節(jié)從技術(shù)融合和產(chǎn)業(yè)融合兩方面問
題入手，對TD-LTE 和LTE FDD 的融合兼容、同步
發(fā)展可能性和具體方式進行了探討。
2 TD-LTE 和FDD LTE 的技術(shù)比較
LTE 作為3GPP 移動通信系統(tǒng)的新一代無線接入
技術(shù)標準，同時支持FDD 和TDD 兩種雙工方式。LTE
的TDD 模式繼承了TD-SCDMA 的特殊時隙設(shè)計和智能
天線技術(shù)，因此又稱TD-LTE。TD-LTE 與LTE FDD
都采用了OFDM 和MIMO 技術(shù)，在多址接入、信道編碼、
調(diào)制方式、導頻設(shè)計等大部分物理層設(shè)計上保持一致，其
差別主要體現(xiàn)在幀結(jié)構(gòu)、同步信號位置、HARQ、上行
調(diào)度等方面。這些系統(tǒng)差異，一方面導致了兩系統(tǒng)在峰值
速率和時延性能上有所差別，另一方面給其他技術(shù)（例如
MIMO）在使用時帶來不同影響。
2.1 系統(tǒng)設(shè)計的差異
TD-LTE 和LTE FDD 分別采用TDD 和FDD 雙
工方式。對于TDD，上下行傳輸共享同一頻帶，在時間上非連續(xù)發(fā)送；對于FDD，上行和下行傳輸各自獨占
頻帶，在時間上連續(xù)發(fā)送。這一根本差異導致了兩者在
下列幾方面存在差異。
2.1.1 子幀設(shè)計
TD-LTE 和LTE FDD 系統(tǒng)的無線幀長均為
10ms，1 個無線幀分為10 個1ms 子幀，其差別在子幀
的使用上。對于LTE FDD，所有子幀同時用于上行或
者下行傳輸。TD-LTE 的子幀則分為用于上行和下行
傳輸?shù)淖訋�和特殊子幀，如圖1 所示。一幀內(nèi)上行子幀
和下行子幀的比例可根據(jù)上下行業(yè)務(wù)比例等系統(tǒng)需求配
置，共有7 種配置模式[1]。特殊子幀中包括3 個特殊時
隙：DwPTS，GP 和UpPTS。特殊時隙的長度同樣可
根據(jù)網(wǎng)絡(luò)需求配置。例如時隙配置2 （上下行時隙配比
為1:3）和特殊時隙配置5（3:9:2，即DwPTS、GP、
UpPTS 各占用3、9 和2 個OFDM 符號）的系統(tǒng)，其
下行傳輸能力高于上行，且可以與上下行時隙配比為2:4
的TD-SCDMA 系統(tǒng)共存。
DwPTS 占用3 ‰12 個OFDM 符號（正常CP 下），
可用于下行主同步信號（PSS）、控制信道（PCFICH、
PDCCH、PHICH） 和業(yè)務(wù)信道（PDSCH） 的傳輸。
UpPTS 占用1 或2 個OFDM 符號，主要用于傳輸上行
導頻信號（SRS），也可用于隨機接入信道（PRACH），
但可支持的覆蓋半徑有限[2]。GP 為上下行傳輸切換的
保護時隙，不傳輸數(shù)據(jù)，不同長度的GP 支持不同的最
大覆蓋半徑，占用10 個OFDM 符號的GP（特殊時隙
配置0）可支持100km 覆蓋半徑。
2.1.2 同步信號的時域位置
在同步信號的設(shè)計上，兩者的同步序列完全相同，
主同步信號（PSS）均采用Zadoff–Chu 序列，輔同步
信號（SSS）均采用m 序列，且均占用頻帶中心位置
的72 個子載波，周期為5ms。差別在于同步信道所占
用的時域位置。TD-LTE 的PSS 位于第1、6 子幀（即
DwPTS）的第三個符號上， SSS 位于第0、5 子幀的最
后一個符號上。而LTE FDD 的PSS 和SSS 分別位于
第0、5 子幀的最后一個和倒數(shù)第二個符號上。兩種不
同位置的同步信號在同步性能上差別很小。利用主、輔
同步信號位置的不同，終端可以在小區(qū)搜索階段識別系
統(tǒng)的雙工方式。
2.1.3 HARQ
在HARQ（混合自動重傳）技術(shù)的使用上，兩者
均采用下行異步HARQ 和上行同步HARQ，差別在于
HARQ 時序和進程數(shù)。對于LTE FDD，對第n 子幀的
上行或下行數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆答佇畔ⅲˋCK/NACK）在第
n +4 子幀發(fā)送，重傳則可以在第n +8 個子幀上發(fā)送（一
般稱HARQ 的RTT 為8ms）。而由于TD-LTE 的上下
行時隙配比存在多種配置，且無對應(yīng)關(guān)系，反饋信息在
第n +k 個子幀上傳輸，k 的取值范圍為4 ‰13，和時
隙配置有關(guān)[3]。因此HARQ RTT 比FDD 稍長。此外
LTE FDD 的HARQ 最大進程數(shù)為8，而TD-LTE 的
HARQ 進程數(shù)則和時隙配比有關(guān)，下行為4 ‰15，上
行為1 ‰6。由于上下行時隙配比不對稱，需要將多個
ACK/NACK 反饋信息綁定或復用在同一上行控制信道
中發(fā)送。
TD-LTE 系統(tǒng)的非對稱時隙配置還會對上行調(diào)度
產(chǎn)生影響。例如，當上行時隙多于下行時隙時，需要用
一個下行子幀的控制信道（PDCCH）指示多個上行子
幀的數(shù)據(jù)傳輸。而對于LTE FDD
系統(tǒng)，一個下行PDCCH 總是調(diào)度
其4ms 后上行業(yè)務(wù)信道PUSCH 的
傳輸。