淺談FDDLTE與TD—LTE的協(xié)同發(fā)展

張成

【摘要】 本文以LTE技術(shù)為研究對(duì)象，重點(diǎn)分析和對(duì)比了FDD LTE和TD-LTE的技術(shù)優(yōu)缺點(diǎn)，指出兩者在系統(tǒng)方面的主要差異，著重從技術(shù)層面探討了FDD LTE與TD-LTE協(xié)同發(fā)展的可行性。

【關(guān)鍵詞】 LTE 技術(shù) 協(xié)同發(fā)展

一、LTE技術(shù)概述

（一）LTE技術(shù)簡(jiǎn)介

LTE（Long Term Evolution）項(xiàng)目是3G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的演進(jìn)，它改進(jìn)并增強(qiáng)了3G的空中接入技術(shù)，采用OFDM和MIMO作為其無(wú)線網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)的唯一標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)在20MHz頻譜帶寬下能夠提供下行100Mbps與上行50Mbps的峰值速率。與3G相比，LTE更具技術(shù)優(yōu)勢(shì)：高數(shù)據(jù)速率、分組傳送、延遲降低、廣域覆蓋和向下兼容。

（二）FDD與TDD工作原理

LTE按雙工方式分為頻分雙工（FDD）和時(shí)分雙工（TDD）兩種：①FDD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。②TDD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)給手機(jī)，另外的時(shí)間由手機(jī)發(fā)送信號(hào)給基站，基站和手機(jī)之間必須協(xié)同一致才能順利工作。

（三）中國(guó)LTE頻譜規(guī)劃

中國(guó)FDD LTE頻譜規(guī)劃：中國(guó)電信獲得 （1755-1785mhz/1850-1880mhz）上下行各30M帶寬，中國(guó)聯(lián)通獲得（1955-1980mhz/2145-2170mhz）上下行各25M帶寬。

中國(guó)TD-LTE頻譜規(guī)劃：中國(guó)移動(dòng)獲得（1880-1900Mhz、2320-2370Mhz、2575-2635Mhz）三個(gè)頻段共130M帶寬，中國(guó)電信獲得（2370-2390Mhz、2635-2655Mhz）兩個(gè)頻段共60M帶寬，中國(guó)聯(lián)通獲得（2300-2320Mhz、2555-2575Mhz）兩個(gè)頻段共40M帶寬。

二、FDD LTE和TD-LTE的技術(shù)比較

TD-LTE系統(tǒng)與FDD LTE系統(tǒng)相比，具有特有的優(yōu)勢(shì)，但也存在一些不足。

（一）TD-LTE的優(yōu)勢(shì)

（1）頻譜利用率更高。頻譜是無(wú)線通信中最寶貴的資源，由于TD-LTE系統(tǒng)無(wú)需成對(duì)的頻率，可以方便的配置在FDD LTE系統(tǒng)所不易使用的零散頻段上，具有一定的頻譜靈活性，能有效的提高頻譜利用率。（2）支持非對(duì)稱(chēng)業(yè)務(wù)。TD-LTE系統(tǒng)在支持不對(duì)稱(chēng)業(yè)務(wù)方面具有一定的靈活性，根據(jù)TD-LTE幀結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，TD-LTE系統(tǒng)可以根據(jù)業(yè)務(wù)類(lèi)型靈活配置TD-LTE幀的上下行配比，下行數(shù)據(jù)量明顯大于上行數(shù)據(jù)量時(shí)，系統(tǒng)可以配置下行幀多于上行幀情況，而在FDD LTE系統(tǒng)中，非對(duì)稱(chēng)業(yè)務(wù)的實(shí)現(xiàn)對(duì)上行信道資源存在一定的浪費(fèi)。（3）移動(dòng)終端的處理復(fù)雜性較低。在TD-LTE系統(tǒng)中，上下行鏈路使用相同頻率，鏈路無(wú)線傳播環(huán)境差異不大，上下行鏈路可以使用相同的路損。FDD LTE系統(tǒng)上下行鏈路信號(hào)傳播的無(wú)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)算得到的路損不能直接應(yīng)用于下行鏈路。因而，TD-LTE系統(tǒng)能有效地降低移動(dòng)終端的處理復(fù)雜性。（4）基站的制造成本更低。在TD-LTE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。

（二）TD-LTE的不足

（1）由于TD-LTE在同一幀中傳輸上下行兩個(gè)鏈路，系統(tǒng)設(shè)計(jì)更加復(fù)雜，對(duì)設(shè)備要求較高。（2）保護(hù)間隔的使用降低了頻譜利用率，提供廣覆蓋的時(shí)候，對(duì)頻譜資源造成了浪費(fèi)。（3）TD-LTE使用的控制信令比FDD LTE更復(fù)雜，且平均RTT稍長(zhǎng)于LTE？FDD的8ms。（4）由于上下行信道占用同一頻段的不同時(shí)隙，系統(tǒng)對(duì)手機(jī)和基站的同步要求更高。

三、FDD LTE與TD-LTE的協(xié)同發(fā)展

由于FDD LTE和TD-LTE同在3GPP中進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，項(xiàng)目進(jìn)展、處理流程和規(guī)范制定相互一致，國(guó)際主流通信公司同時(shí)推進(jìn)FDD/TDD標(biāo)準(zhǔn)完善。這保證了兩者標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)的同步發(fā)展。在未來(lái)的技術(shù)研究和標(biāo)準(zhǔn)化過(guò)程中，需要繼續(xù)保持這種融合和同步發(fā)展的方式，特別是向LTE-Advanced標(biāo)準(zhǔn)演進(jìn)中保持TDD和FDD的同步進(jìn)行。

目前LTE系統(tǒng)中基站設(shè)備均采用分布式架構(gòu)，由基帶處理單元（BBU）和射頻拉遠(yuǎn)單元（RRU）構(gòu)成。FDD LTE與TD-LTE可完全共用BBU單元，通過(guò)軟件可配置成不同的系統(tǒng)。兩種基站設(shè)備BBU硬件處理需求相當(dāng)，物理層算法復(fù)雜度相近，90%的協(xié)議棧和信令流程一直。目前各主流廠商均采用相同BBU硬件來(lái)實(shí)現(xiàn)FDD LTE與TD-LTE系統(tǒng)。RRU由于兩種系統(tǒng)差異較大，較難實(shí)現(xiàn)共用，建議各自系統(tǒng)使用各自的RRU單元。

四、結(jié)束語(yǔ)

由于FDD LTE和TD-LTE在物理層參數(shù)和技術(shù)方面差異較少而共性較多，可以考慮進(jìn)行融合發(fā)展，進(jìn)一步降低網(wǎng)絡(luò)建設(shè)造價(jià)。各運(yùn)營(yíng)商也需要提前考慮做好統(tǒng)一規(guī)劃，對(duì)設(shè)備廠家在FDD LTE和TD-LTE的設(shè)備整合方面提出要求，做好兩者的協(xié)同建設(shè)和發(fā)展。

參 考 文 獻(xiàn)

[1] 王映民，孫韶輝. 《TD-LTE技術(shù)原理與系統(tǒng)設(shè)計(jì)》. 人民郵電出版社. 2010

[2] 文志成. 《LTE關(guān)鍵技術(shù)與無(wú)線性能》. 機(jī)械工業(yè)出版社. 2011

[3] Erik Dahlman. 《4G移動(dòng)通信技術(shù)權(quán)威指南：LTE與LTE-Advanced》. 人民郵電出版社 2012endprint