主頁(yè)（http://www.130131.com）：4G標(biāo)準(zhǔn)TDD-LTE和FDD-LTE應(yīng)用范圍

目前基于LTE的4G標(biāo)準(zhǔn)有兩個(gè),分別為LTE FDD和LTE TDD(國(guó)內(nèi)習(xí)慣于將LTE TDD稱(chēng)為TD-LTE),看名字大家會(huì)有直觀(guān)的印象,兩大標(biāo)準(zhǔn)都是基于LTE的不同分支,相似度超過(guò)90%。接下來(lái)我們用交通來(lái)舉例,具體分析一下兩者間的差異:

一、TD-LTE省資源,FDD速度快

LTE FDD(Frequency Division Duplexing,FDD)采用的是頻分雙工,TD-LTE(Time Division Duplexing,TDD)則是時(shí)分雙工.TDD具有如下優(yōu)勢(shì)：

• 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(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);

• 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,只需要一個(gè)開(kāi)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:

• 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;

• 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;

• 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;

• 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.

如圖下圖所示,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.

我們拋開(kāi)這些生澀的術(shù)語(yǔ),用更簡(jiǎn)單的方式解釋一下:

首先,手機(jī)想上網(wǎng),必須要建立上行和下行的通道:例如,你點(diǎn)擊微信,手機(jī)會(huì)通過(guò)上行通道發(fā)送一個(gè)請(qǐng)求,然后微信服務(wù)器通過(guò)下行通道,把你最新的未讀消息傳到你的手機(jī)上.一般情況下,我們使用下行(下載)的時(shí)間比較多,而上行(上傳)的時(shí)間很少.

為了建立起上行和下行的通道,FDD通過(guò)頻率來(lái)分割,在兩個(gè)對(duì)稱(chēng)頻率上,一個(gè)管下載,一個(gè)管上傳.就好像是雙車(chē)道,兩個(gè)方向的汽車(chē)互不干擾,暢通無(wú)阻.表現(xiàn)在你的手機(jī)上,就是速度很快的感覺(jué).

TD-LTE采用另一種方式.它只用一個(gè)頻率,既負(fù)責(zé)上傳,又負(fù)責(zé)下載.好處是比FDD省了一個(gè)頻率占用,資源利用率更高(實(shí)際上TD-LTE為了避免干擾,需要預(yù)留較大保護(hù)帶,也會(huì)消耗一些資源);TDD的缺點(diǎn)也很明顯,因?yàn)槭?ldquo;單行道”上跑雙向“車(chē)流”,TD-LTE只能通過(guò)時(shí)間來(lái)控制交通(時(shí)分雙工),一會(huì)讓下載的流量通過(guò),一會(huì)又讓上傳的流量通過(guò).表現(xiàn)在手機(jī)端,會(huì)比FDD網(wǎng)速慢一些.

目前,LTE FDD理論下行速度為150MBPs,TD-LTE理論下行速度為100Mbps.

二、TD-LTE適合熱點(diǎn)區(qū)域覆蓋,FDD適合廣域覆蓋

我們?cè)谏�活中遇到過(guò)這種情況:上班高峰期,進(jìn)城方向的交通擁堵不堪,旁邊出城方向的馬路上卻車(chē)流稀少.這無(wú)疑是一種資源的浪費(fèi).

在手機(jī)上網(wǎng)過(guò)程中,這種現(xiàn)象更普遍:人們使用手機(jī),更多的是閱讀,觀(guān)賞和下載,很少的時(shí)間用于上傳.因此,如果手機(jī)的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)是可見(jiàn)的,你會(huì)發(fā)現(xiàn)下載通道上數(shù)據(jù)川流不息,上傳通道卻很少被使用.

TD-LTE的優(yōu)勢(shì)在于,他將上傳和下載通道合并為一個(gè),然后通過(guò)時(shí)間來(lái)靈活控制,例如分配給下載的時(shí)間占70%,上傳占30%,這樣,你會(huì)發(fā)現(xiàn)整個(gè)通道的車(chē)流總是滿(mǎn)的,資源利用率更高.

既然TD-LTE如此經(jīng)濟(jì),卻也不能全部采用.在用戶(hù)密集的熱點(diǎn)區(qū)域,頻段資源很緊張,這時(shí)候,FDD的“雙車(chē)道”就顯得很浪費(fèi),TDD更適合.但由于TDD在上行方面受限,基站覆蓋范圍小于FDD,因此,在非熱點(diǎn)的在廣覆蓋區(qū)域(城郊,鄉(xiāng)鎮(zhèn)和公路)上,TDD需要比FDD建設(shè)更多基站,成本太高.

三、TD-LTE與FDD能混合組網(wǎng)嗎?

FDD和TD-LTE這兩個(gè)LTE的分支標(biāo)準(zhǔn)各有所長(zhǎng),但兩者間基礎(chǔ)技術(shù)非常相似.有專(zhuān)家表示,TD-LTE和LTE FDD完全可以看做一個(gè)系統(tǒng),僅是在業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)上有一定的技術(shù)區(qū)別.因此,國(guó)際上有了將TD-LTE與FDD混合組網(wǎng)的模式,發(fā)揮兩者各自長(zhǎng)處,TD-LTE用于熱點(diǎn)區(qū)域覆蓋,FDD用于廣域覆蓋.由于有著共同的技術(shù)基礎(chǔ),TD-LTE與FDD在混合組網(wǎng)方面有著非常好的前景.這也是當(dāng)年國(guó)際電聯(lián)在制定4G標(biāo)準(zhǔn)時(shí)所期望實(shí)現(xiàn)的——即盡量降低不同標(biāo)準(zhǔn)之間物理層的差異,讓網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)最終走向融合.

總結(jié)

TD-LTE與LTE FDD本質(zhì)上共用一套標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ),在業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)的技術(shù)上有著一定差別.TD-LTE節(jié)省頻道資源,適合熱點(diǎn)集中區(qū)域覆蓋;FDD的理論最高速度更快,基站覆蓋更廣,適合郊區(qū),公路鐵路等廣域覆蓋.兩者混合組網(wǎng),是更好的選擇.