LTE TDD與FDD LTE技術(shù)比較

LTE系統(tǒng)同時(shí)定義了頻分雙工(FDD)和時(shí)分雙工(TDD)兩種方式，但由于無線技術(shù)的差異、使用頻段的不同以及各個(gè)廠家的利益等因素，LTE FDD支持陣營更加強(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，3GPPRAN1會(huì)議通過了27家公司聯(lián)署的LTETDD融合幀結(jié)構(gòu)的建議，統(tǒng)一了LTETDD的兩種幀結(jié)構(gòu)。融合后的LTETDD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)的融合使更多的廠商參與到TDD的標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程中，LTETDD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。

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。FDD是在分離的兩個(gè)對稱頻率信道上進(jìn)行接收和發(fā)送，用保護(hù)頻段來分離接收和發(fā)送信道。FDD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(shí)間上是連續(xù)的。FDD在支持對稱業(yè)務(wù)時(shí)，能充分利用上下行的頻譜，但在支持非對稱業(yè)務(wù)時(shí)，頻譜利用率將大大降低。

TDD用時(shí)間來分離接收和發(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。

TDD雙工方式的工作特點(diǎn)使TDD具有如下優(yōu)勢：能夠靈活配置頻率，使用FDD系統(tǒng)不易使用的零散頻段；可以通過調(diào)整上下行時(shí)隙轉(zhuǎn)換點(diǎn)，提高下行時(shí)隙比例，很好地支持非對稱業(yè)務(wù)；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；接收上下行數(shù)據(jù)時(shí)，不需要收發(fā)隔離器，只需一個(gè)開關(guān)即可，降低了設(shè)備的復(fù)雜度；具有上下行信道互惠性，能夠更好地采用傳輸預(yù)處理技術(shù)，如預(yù)RAKE技術(shù)、聯(lián)合傳輸技術(shù)、智能天線技術(shù)等,能有效地降低移動(dòng)終端的處理復(fù)雜性。

LTE TDD的優(yōu)勢

LTETDD在幀結(jié)構(gòu)、物理層技術(shù)、無線資源配置等方面具有自己獨(dú)特的技術(shù)特點(diǎn)，與LTEFDD相比，具有特有的優(yōu)勢。

(1)頻譜配置

頻段資源是無線通信中最寶貴的資源，隨著移動(dòng)通信的發(fā)展，多媒體業(yè)務(wù)對于頻譜的需求日益增加�，F(xiàn)有的通信系統(tǒng)GSM900和GSM1800均采用FDD雙工方式，F(xiàn)DD雙工方式占用了大量的頻段資源，同時(shí)，一些零散頻譜資源由于FDD不能使用而閑置，造成了頻譜浪費(fèi)。由于LTETDD系統(tǒng)無需成對的頻率,可以方便地配置在LTEFDD系統(tǒng)所不易使用的零散頻段上，具有一定的頻譜靈活性，能有效提高頻譜利用率。

另外，中國已經(jīng)為TDD劃分了155MHz的頻段，為LTETDD的應(yīng)用創(chuàng)造了條件。因此，在頻段資源方面，LTETDD系統(tǒng)和LTEFDD系統(tǒng)具有更大的優(yōu)勢。中國移動(dòng)可以針對不同的頻段資源，分別部署LTE TDD系統(tǒng)和LTEFDD系統(tǒng)，充分利用頻譜資源。

(2)支持非對稱業(yè)務(wù)

在第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)以及未來的移動(dòng)通信系統(tǒng)中,除了提供語音業(yè)務(wù)之外，數(shù)據(jù)和多媒體業(yè)務(wù)將成為主要內(nèi)容，且上網(wǎng)、文件傳輸和多媒體業(yè)務(wù)通常具有上下行不對稱特性。LTETDD系統(tǒng)在支持不對稱業(yè)務(wù)方面具有一定的靈活性。根據(jù)LTETDD幀結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，LTETDD系統(tǒng)可以根據(jù)業(yè)務(wù)類型靈活配置LTE TDD幀的上下行配比。如瀏覽網(wǎng)頁、視頻點(diǎn)播等業(yè)務(wù)，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(wù)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(wù)時(shí)，系統(tǒng)可以配置下行幀等于上行幀，如2DL∶2UL。

在LTEFDD系統(tǒng)中,非對稱業(yè)務(wù)的實(shí)現(xiàn)對上行信道資源存在一定的浪費(fèi),必須采用高速分組接入(HSPA)、EV-DO和廣播/組播等技術(shù)。相對于LTEFDD系統(tǒng)，LTETDD系統(tǒng)能夠更好地支持不同類型的業(yè)務(wù)，不會(huì)造成資源的浪費(fèi)。

(3)智能天線的使用

智能天線技術(shù)是未來無線技術(shù)的發(fā)展方向，它能降低多址干擾，增加系統(tǒng)的吞吐量。在LTETDD系統(tǒng)中,上下行鏈路使用相同頻率,且間隔時(shí)間較短,小于信道相干時(shí)間，鏈路無線傳播環(huán)境差異不大，在使用賦形算法時(shí)，上下行鏈路可以使用相同的權(quán)值。與之不同的是,由于FDD系統(tǒng)上下行鏈路信號(hào)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(jì)算得到的權(quán)值不能直接應(yīng)用于下行鏈路。因而,LTETDD系統(tǒng)能有效地降低移動(dòng)終端的處理復(fù)雜性。

另外，在LTETDD系統(tǒng)中，由于上下行信道一致,基站的接收和發(fā)送可以共用部分射頻單元,從而在一定程度上降低了基站的制造成本。

(4)與TD-SCDMA共存

LTETDD系統(tǒng)還有一個(gè)LTEFDD無法比擬的優(yōu)勢，就是LTETDD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(yùn)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(jìn)。由于LTE TDD幀結(jié)構(gòu)是基于我國TD-SCDMA的幀結(jié)構(gòu)，能夠方便地實(shí)現(xiàn)TD-LTE系統(tǒng)與TD-SCDMA系統(tǒng)的共存和融合。

TDD雙工方式具有頻譜配置靈活、頻譜利用率高、上下行信道互惠性等特點(diǎn)，能夠滿足下一代移動(dòng)通信系統(tǒng)對帶寬的要求以及頻率分配零散化的趨勢，在B3G/4G移動(dòng)通信系統(tǒng)中具有較強(qiáng)的優(yōu)勢。LTETDD在頻譜利用、非對稱業(yè)務(wù)支持、智能天線技術(shù)支持、與TD-SCDMA系統(tǒng)共存等方面，有很大的優(yōu)勢，在未來的通信系統(tǒng)中具有很強(qiáng)的競爭力。隨著LTETDD技術(shù)研究的深入和國際市場的推廣，將成為未來無線通信系統(tǒng)中的主流技術(shù)。