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標題:LTE TDD與LTE FDD技術比較

1樓
止談風月 發表于:2009-2-11 11:18:57
LTE系統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,LTEFDD支持陣營更加強大,標準化與產業發展都領先于LTE TDD。2007年11月,3GPPRAN1會議通過了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。融合后的LTETDD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,LTETDD技術受到了廣泛的重視,其產業化進程也有了顯著的發展。
  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送,用保護頻段來分離接收和發送信道。FDD必須采用成對的頻率,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,頻譜利用率將大大降低。
  TDD用時間來分離接收和發送信道。在TDD方式的移動通信系統中,接收和發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作。
  TDD雙工方式的工作特點使TDD具有如下優勢:能夠靈活配置頻率,使用FDD系統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務;具有上下行信道一致性,基站的接收和發送可以共用部分射頻單元,降低了設備成本;接收上下行數據時,不需要收發隔離器,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,隨著移動通信的發展,多媒體業務對于頻譜的需求日益增加,F有的通信系統GSM900和GSM1800均采用FDD雙工方式,FDD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 TDD系統無需成對的頻率,可以方便地配置在LTE FDD系統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的應用創造了條件。因此,在頻段資源方面,LTE TDD系統和LTE FDD系統具有更大的優勢。中國移動可以針對不同的頻段資源,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
  在第三代移動通信系統以及未來的移動通信系統中,除了提供語音業務之外,數據和多媒體業務將成為主要內容,且上網、文件傳輸和多媒體業務通常具有上下行不對稱特性。LTE TDD系統在支持不對稱業務方面具有一定的靈活性。根據LTE TDD幀結構的特點,LTE TDD系統可以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,下行數據量明顯大于上行數據量,系統可以根據業務量的分析,配置下行幀多于上行幀情況,如6DL∶3UL、7DL∶2UL、8DL∶1UL、3DL∶1UL等。而在提供傳統的語音業務時,系統可以配置下行幀等于上行幀,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,LTE TDD系統能夠更好地支持不同類型的業務,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展方向,它能降低多址干擾,增加系統的吞吐量。在LTE TDD系統中,上下行鏈路使用相同頻率,且間隔時間較短,小于信道相干時間,鏈路無線傳播環境差異不大,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同,根據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系統能有效地降低移動終端的處理復雜性。
  另外,在LTE TDD系統中,由于上下行信道一致,基站的接收和發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系統還有一個LTE FDD無法比擬的優勢,就是LTE TDD系統能夠與TD-SCDMA系統共存。對現有通信系統來說,目前的數據傳輸速率已經無法滿足用戶日益增長的需求,運營商必須提前規劃現有通信系統向B3G/4G系統的平滑演進。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移動通信系統中具有較強的優勢。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,有很大的優勢,在未來的通信系統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中的主流技術。
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