LTE TDD與LTE FDD技術比較

LTE TDD與LTE FDD技術比較

[url]http://www.sina.com.cn[/url]   2008年11月21日 10:24   中國信息產業網-人民郵電報

　　龍紫薇 中國移動通訊研究院

　　LTE系統同時定義了頻分雙工(FDD)和時分雙工(TDD)兩種方式，但因爲無線技術的差別、使用頻段的不一樣以及各個廠家的利益等因素，LTEFDD支持陣營更增強大，標準化與產業發展都領先於LTE TDD。2007年11月，3GPPRAN1會議經過了27家公司聯署的LTETDD融合幀結構的建議，統一了LTETDD的兩種幀結構。融合後的LTETDD幀結構是以TD-SCDMA的幀結構爲基礎的，這就爲TD-SCDMA成功演進到LTE乃至4G標準奠基了基礎。TDD幀結構的融合使更多的廠商參與到TDD的標準化進程中，LTETDD技術受到了普遍的重視，其產業化進程也有了顯著的發展。

　　 FDD與TDD工做原理

　　頻分雙工(FDD)和時分雙工(TDD)是兩種不一樣的雙工方式。FDD是在分離的兩個對稱頻率信道上進行接收和發送，用保護頻段來分離接收和發送信道。FDD必須採用成對的頻率，依靠頻率來區分上下行鏈路，其單方向的資源在時間上是連續的。FDD在支持對稱業務時，能充分利用上下行的頻譜，但在支持非對稱業務時，頻譜利用率將大大下降。

　　TDD用時間來分離接收和發送信道。在TDD方式的移動通訊系統中,接收和發送使用同一頻率載波的不一樣時隙做爲信道的承載,其單方向的資源在時間上是不連續的，時間資源在兩個方向上進行了分配。某個時間段由基站發送信號給移動臺，另外的時間由移動臺發送信號給基站，基站和移動臺之間必須協同一致才能順利工做。

　　TDD雙工方式的工做特色使TDD具備以下優點：可以靈活配置頻率，使用FDD系統不易使用的零散頻段；能夠經過調整上下行時隙轉換點，提升下行時隙比例，很好地支持非對稱業務；具備上下行信道一致性，基站的接收和發送能夠共用部分射頻單元，下降了設備成本；接收上下行數據時，不須要收發隔離器，只需一個開關便可，下降了設備的複雜度；具備上下行信道互惠性，可以更好地採用傳輸預處理技術，如預RAKE技術、聯合傳輸技術、智能天線技術等,能有效地下降移動終端的處理複雜性。

　　 LTE TDD的優點

　　LTE TDD在幀結構、物理層技術、無線資源配置等方面具備本身獨特的技術特色，與LTE FDD相比，具備特有的優點。

　　(1)頻譜配置

　　頻段資源是無線通訊中最寶貴的資源，隨着移動通訊的發展，多媒體業務對於頻譜的需求日益增長。現有的通訊系統GSM900和GSM1800均採用FDD雙工方式，FDD雙工方式佔用了大量的頻段資源，同時，一些零散頻譜資源因爲FDD不能使用而閒置，形成了頻譜浪費。因爲LTE TDD系統無需成對的頻率,能夠方便地配置在LTE FDD系統所不易使用的零散頻段上，具備必定的頻譜靈活性，能有效提升頻譜利用率。

　　另外，中國已經爲TDD劃分了155MHz的頻段，爲LTE TDD的應用創造了條件。所以，在頻段資源方面，LTE TDD系統和LTE FDD系統具備更大的優點。中國移動能夠針對不一樣的頻段資源，分別部署LTE TDD系統和LTEFDD系統，充分利用頻譜資源。

　　(2)支持非對稱業務

　　在第三代移動通訊系統以及將來的移動通訊系統中,除了提供語音業務以外，數據和多媒體業務將成爲主要內容，且上網、文件傳輸和多媒體業務一般具備上下行不對稱特性。LTE TDD系統在支持不對稱業務方面具備必定的靈活性。根據LTE TDD幀結構的特色，LTE TDD系統能夠根據業務類型靈活配置LTE TDD幀的上下行配比。如瀏覽網頁、視頻點播等業務，下行數據量明顯大於上行數據量，系統能夠根據業務量的分析，配置下行幀多於上行幀狀況，如6DL∶3UL、7DL∶2UL、8DL∶1UL、3DL∶1UL等。而在提供傳統的語音業務時，系統能夠配置下行幀等於上行幀，如2DL∶2UL。

　　在LTE FDD系統中,非對稱業務的實現對上行信道資源存在必定的浪費,必須採用高速分組接入(HSPA)、EV-DO和廣播/組播等技術。相對於LTE FDD系統，LTE TDD系統可以更好地支持不一樣類型的業務，不會形成資源的浪費。

　　(3)智能天線的使用

　　智能天線技術是將來無線技術的發展方向，它能下降多址干擾，增長系統的吞吐量。在LTE TDD系統中,上下行鏈路使用相同頻率,且間隔時間較短,小於信道相干時間，鏈路無線傳播環境差別不大，在使用賦形算法時，上下行鏈路可使用相同的權值。與之不一樣的是,因爲FDD系統上下行鏈路信號傳播的無線環境受頻率選擇性衰落影響不一樣,根據上行鏈路計算獲得的權值不能直接應用於下行鏈路。於是,LTE TDD系統能有效地下降移動終端的處理複雜性。

　　另外，在LTE TDD系統中，因爲上下行信道一致,基站的接收和發送能夠共用部分射頻單元,從而在必定程度上下降了基站的制形成本。

　　(4)與TD-SCDMA共存

　　LTE TDD系統還有一個LTE FDD沒法比擬的優點，就是LTE TDD系統可以與TD-SCDMA系統共存。對現有通訊系統來講，目前的數據傳輸速率已經沒法知足用戶日益增加的需求，運營商必須提早規劃現有通訊系統向B3G/4G系統的平滑演進。因爲LTE TDD幀結構是基於我國TD-SCDMA的幀結構，可以方便地實現TD-LTE系統與TD-SCDMA系統的共存和融合。

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　　TDD雙工方式具備頻譜配置靈活、頻譜利用率高、上下行信道互惠性等特色，可以知足下一代移動通訊系統對帶寬的要求以及頻率分配零散化的趨勢，在B3G/4G移動通訊系統中具備較強的優點。LTE TDD在頻譜利用、非對稱業務支持、智能天線技術支持、與TD-SCDMA系統共存等方面，有很大的優點，在將來的通訊系統中具備很強的競爭力。隨着LTE TDD技術研究的深刻和國際市場的推廣，將成爲將來無線通訊系統中的主流技術。