LTE-TDD與LTE-FDD技術比較

　　LTE系統(tǒng)同時定義了頻分雙工( FDD )和時分雙工(TDD)兩種方式，但由于無線技術的差異、使用頻段的不同以及各個廠家的利益等因素，LTE-FDD支持陣營更加強大，標準化與產業(yè)發(fā)展都領先于LTE-TDD 。2007年11月，3GPPRAN1會議通過了27家公司聯(lián)署的LTE-TDD融合幀結構的建議，統(tǒng)一了LTE-TDD的兩種幀結構。融合后的LTE-TDD幀結構是以TD-SCDMA的幀結構為基礎的，這就為TD-SCDMA成功演進到LTE乃至4G標準奠定了基礎。TDD幀結構的融合使更多的廠商參與到TDD的標準化進程中，LTE-TDD技術受到了廣泛的重視，其產業(yè)化進程也有了顯著的發(fā)展。

　　FDD與TDD工作原理

　　頻分雙工(FDD)和時分雙工(TDD)是兩種不同的雙工方式。FDD是在分離的兩個對稱頻率信道上進行接收和發(fā)送，用保護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間上是連續(xù)的。FDD在支持對稱業(yè)務時，能充分利用上下行的頻譜，但在支持非對稱業(yè)務時，頻譜利用率將大大降低。

　　TDD用時間來分離接收和發(fā)送信道。在TDD方式的移動通信系統(tǒng)中,接收和發(fā)送使用同一頻率載波的不同時隙作為信道的承載,其單方向的資源在時間上是不連續(xù)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(fā)送信號給移動臺，另外的時間由移動臺發(fā)送信號給基站，基站和移動臺之間必須協(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;可以通過調整上下行時隙轉換點，提高下行時隙比例，很好地支持非對稱業(yè)務;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，降低了設備成本;接收上下行數(shù)據(jù)時，不需要收發(fā)隔離器，只需一個開關即可，降低了設備的復雜度;具有上下行信道互惠性，能夠更好地采用傳輸預處理技術，如預RAKE技術、聯(lián)合傳輸技術、 智能天線 技術等,能有效地降低移動終端的處理復雜性。

　　LTE-TDD的優(yōu)勢

　　LTE-TDD在幀結構、物理層技術、無線資源配置等方面具有自己獨特的技術特點，與LTE-FDD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，隨著移動通信的發(fā)展，多媒體業(yè)務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，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。由于LTE -DD系統(tǒng)無需成對的頻率,可以方便地配置在LTE FDD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，中國已經為TDD劃分了155MHz的頻段，為LTE-TDD的應用創(chuàng)造了條件。因此，在頻段資源方面，LTE-TDD系統(tǒng)和LTE-FDD系統(tǒng)具有更大的優(yōu)勢。中國移動可以針對不同的頻段資源，分別部署LTE-TDD系統(tǒng)和LTE-FDD系統(tǒng)，充分利用頻譜資源。

　　(2)支持非對稱業(yè)務

　　在第三代移動通信系統(tǒng)以及未來的移動通信系統(tǒng)中,除了提供語音業(yè)務之外，數(shù)據(jù)和多媒體業(yè)務將成為主要內容，且上網、文件傳輸和多媒體業(yè)務通常具有上下行不對稱特性。LTE-TDD系統(tǒng)在支持不對稱業(yè)務方面具有一定的靈活性。根據(jù)LTE-TDD幀結構的特點，LTE-TDD系統(tǒng)可以根據(jù)業(yè)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(yè)務，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)務時，系統(tǒng)可以配置下行幀等于上行幀，如2DL∶2UL。

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

　　(3)智能天線的使用

　　智能天線技術是未來無線技術的發(fā)展方向，它能降低多址干擾，增加系統(tǒng)的吞吐量。在LTE TDD系統(tǒng)中,上下行鏈路使用相同頻率,且間隔時間較短,小于信道相干時間，鏈路無線傳播環(huán)境差異不大，在使用賦形算法時，上下行鏈路可以使用相同的權值。與之不同的是,由于FDD系統(tǒng)上下行鏈路信號傳播的無線環(huán)境受頻率選擇性衰落影響不同,根據(jù)上行鏈路計算得到的權值不能直接應用于下行鏈路。因而,LTE-TDD系統(tǒng)能有效地降低移動終端的處理復雜性。

　　另外，在LTE-TDD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

　　LTE-TDD 系統(tǒng)還有一個LTE-FDD 無法比擬的優(yōu)勢，就是LTE-TDD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)傳輸速率已經無法滿足用戶日益增長的需求，運營商必須提前規(guī)劃現(xiàn)有通信系統(tǒng)向B3G/4G系統(tǒng)的平滑演進。由于LTE-TDD幀結構是基于我國TD-SCDMA的幀結構，能夠方便地實現(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，能夠滿足下一代移動通信系統(tǒng)對帶寬的要求以及頻率分配零散化的趨勢，在B3G/4G移動通信系統(tǒng)中具有較強的優(yōu)勢。LTE-TDD在頻譜利用、非對稱業(yè)務支持、 智能天線 技術支持、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)中具有很強的競爭力。隨著 LTE TDD技術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。