移動(dòng)通信FDD—LTE與TD—LTE技術(shù)融合組網(wǎng)淺談

胡智霖 胡要杰

【摘要】 我們現(xiàn)在所處的這個(gè)社會(huì)總是以驚人的速度飛速地發(fā)展著。通信行業(yè)的席卷式發(fā)展給人們帶來生活便利的同時(shí)也體現(xiàn)出科技力量的強(qiáng)大。移動(dòng)通信的產(chǎn)生徹底改變了人們的聯(lián)系方式。本研究主要通過對(duì)移動(dòng)通信中FDD-LTE與TD-LTE技術(shù)分別進(jìn)行分析，從而探究出兩者融合組網(wǎng)的方案。

【關(guān)鍵詞】 移動(dòng)通信 FDD-LTE TD-LTE 融合組網(wǎng)

目前通信發(fā)展的最高水平已經(jīng)普遍達(dá)到4G通信了。隨著4G網(wǎng)絡(luò)的不斷發(fā)展，F(xiàn)DD-LTE與TD-LTE這兩種模式都將會(huì)成為未來4G網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)準(zhǔn)模式。最為中國通信行業(yè)的巨頭的移動(dòng)通信最先布局了以TD-LTE為網(wǎng)絡(luò)制式的4G網(wǎng)絡(luò)，使得通信網(wǎng)絡(luò)又有了質(zhì)的飛越。

一、FDD-LTE技術(shù)特點(diǎn)介紹

FDD-LTE中的LTE指的是就是今天我們做熟知的4G，其中包含F(xiàn)DD和TDD兩種雙工模式。因此，使用了FDD模式的4G就稱之為FDD-LTE。FDD模式有其自身的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)。首先，它最顯著的模式特點(diǎn)是在分離頻率間隔為一百九十兆赫茲的兩個(gè)對(duì)稱頻率信道時(shí)，系統(tǒng)進(jìn)行接收及輸送，用保證頻段和來分離接收與傳輸信息。這一特點(diǎn)也可以看做是FDD-LTE技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)。除此之外，F(xiàn)DD模式還采用了包交換等先進(jìn)技術(shù)，使系統(tǒng)的容量得到了增加，頻譜的利用率也得到了提高。這不但讓高速數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務(wù)變成了現(xiàn)實(shí)，而且還沖破了二代發(fā)展的艱難時(shí)期。如上述內(nèi)容已經(jīng)提到的，F(xiàn)DD-LTE技術(shù)在實(shí)現(xiàn)分離時(shí)必須使用兩個(gè)對(duì)稱頻率信道，所以，這種模式在支持對(duì)稱業(yè)務(wù)時(shí)，能夠充分發(fā)揮自身優(yōu)勢(shì)。然而，如果FDD-LTE技術(shù)被用于非對(duì)稱的互聯(lián)網(wǎng)時(shí)，其頻譜的利用率就會(huì)大打折扣，該模式的優(yōu)勢(shì)也將得不到完美的體現(xiàn)。因此，在選擇FDD-LTE技術(shù)時(shí)應(yīng)該充分考慮其特點(diǎn)及優(yōu)缺點(diǎn)。

二、TD-LTE技術(shù)特點(diǎn)介紹

TD-LTE技術(shù)的研發(fā)可以說是通信產(chǎn)業(yè)變革時(shí)期面臨的一次重大機(jī)遇。TDD是4G的另一種模式。它的特點(diǎn)主要可以分為三類。第一個(gè)是所有人都喜愛的一個(gè)特點(diǎn)，那就是上網(wǎng)速度極快，這種速度甚至可以達(dá)到TD-SCDMA技術(shù)的好幾十倍，它的到來開啟了極速上網(wǎng)時(shí)代的大門。第二點(diǎn)是TD-LTE技術(shù)中囊括了大量的中國專利，這種技術(shù)是由中國的通信技術(shù)團(tuán)隊(duì)所主導(dǎo)的。與此同時(shí)，這項(xiàng)通訊技術(shù)也得到了國際社會(huì)的廣泛關(guān)注與支持，甚至都成為了國際采用的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，這是作為國人應(yīng)該感到自豪的一點(diǎn)。第三點(diǎn)是TD-LTE技術(shù)的發(fā)展速度是極快的，基本可以達(dá)到與國際其他國際移動(dòng)寬帶技術(shù)的同步水平，可以說，TD-LTE技術(shù)代表著如今全球移動(dòng)產(chǎn)業(yè)最先進(jìn)的科技水平。這種技術(shù)有很多優(yōu)點(diǎn)。首先，TD-LTE技術(shù)的頻譜利用率較高，對(duì)功控的要求也相對(duì)較低。其次，它采用了聯(lián)合天線和智能測(cè)試，從而引入空中分級(jí)的概念。同時(shí)這種技術(shù)也避免了很多不利影響，更加有利于網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃。然而，TD-LTE技術(shù)也存在一些缺點(diǎn)。它的同步要求較高，移動(dòng)速度較慢，碼數(shù)量較少，不能滿足業(yè)務(wù)需求，相鄰區(qū)域之間還可能存在干擾現(xiàn)象。[1]

三、兩種技術(shù)間的綜合分析及融合組網(wǎng)

3.1 FDD-LTE與TD-LTE技術(shù)的關(guān)鍵點(diǎn)

LTE技術(shù)的關(guān)鍵點(diǎn)主要表現(xiàn)在物理層面上。它采用了MIMO和OFDM這兩個(gè)物理層的關(guān)鍵技術(shù)，使系統(tǒng)的吞吐量得到了極大的提高。除此之外，為了提高4G的無線質(zhì)量，還采用了干擾抑制等先進(jìn)技術(shù)。

FDD-LTE與TD-LTE技術(shù)的關(guān)鍵點(diǎn)具體可以分為三類。第一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)是采用MIMO技術(shù)。它是一項(xiàng)在發(fā)射端和接收端分別設(shè)置多幅發(fā)射天線和接收天線的新型技術(shù)。而且這項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用在很大程度上提高了用戶的通信質(zhì)量和通信效率。截至目前，TDD可以支持的天線配置數(shù)最小是四。而FDD-LTE可以支持基站為四，終端為二的天線數(shù)。開環(huán)天線和閉環(huán)天線是FDD-LTE系統(tǒng)的兩種選擇方式。一些室內(nèi)的分布系統(tǒng)以及相對(duì)密集的場(chǎng)所可以選擇閉環(huán)天線的方式，而像一些郊區(qū)，公路，地鐵以及鄉(xiāng)鎮(zhèn)等較為空曠的場(chǎng)所就可以選擇開環(huán)天線的方式。第二個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)是采用頻域多址技術(shù)。可以說它是一種復(fù)用技術(shù)，也可以說它是一種調(diào)制技術(shù)。第三個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)是采用小區(qū)干擾抑制的技術(shù)。這種干擾抑制技術(shù)其中包括干擾消除，干擾隨機(jī)化以及干擾協(xié)調(diào)等三項(xiàng)候選技術(shù)。

3.2 FDD-LTE與TD-LTE技術(shù)的綜合比較分析

FDD-LTE與TD-LTE技術(shù)的綜合比較分析通過他們各自模式的優(yōu)缺點(diǎn)比較來進(jìn)行。 首先FDD模式的收發(fā)頻率必須是成對(duì)的，因此，這種模式在支持對(duì)稱業(yè)務(wù)是能夠充分的利用上下兩行的頻譜，相對(duì)于TDD模式，這一優(yōu)點(diǎn)極大地提高了頻譜的利用率。然而這種模式在支持非對(duì)稱的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)交換時(shí)，其頻譜的利用率比支持對(duì)稱業(yè)務(wù)時(shí)下降了百分之四十，頻譜的利用率大大降低。對(duì)于TDD模式來說，它的頻譜要求則相對(duì)地，即這種模式也能支持不是成對(duì)的頻率，這一優(yōu)點(diǎn)使系統(tǒng)在傳輸不對(duì)稱業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)時(shí)的頻譜利用率得到了顯著地提高。其次，在抗干擾方面，使用FDD模式的系統(tǒng)可以抑制本區(qū)基站和鄰近蜂窩區(qū)站之間的干擾。而對(duì)于采用TDD模式的系統(tǒng)來說，其抑制干擾的形式可以分為四種：鄰區(qū)移動(dòng)機(jī)對(duì)本區(qū)基站的干擾，鄰區(qū)基站對(duì)本區(qū)基站的干擾，鄰區(qū)移動(dòng)機(jī)對(duì)本區(qū)移動(dòng)機(jī)的干擾以及鄰區(qū)基站對(duì)本區(qū)移動(dòng)機(jī)的干擾。因此，從兩者抑制干擾的形式來看，TDD模式的抗干擾能力明顯要優(yōu)于FDD模式的抗干擾能力。最后，相對(duì)采用TDD模式的系統(tǒng)來說，F(xiàn)DD模式系統(tǒng)的最高移動(dòng)速度明顯快很多，可以說，F(xiàn)DD模式的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)了人們極速上網(wǎng)的需求。[2]

3.3兩種技術(shù)融合組網(wǎng)的發(fā)展

如今，移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)流量正以每年約百分之五十的增長速度飛速發(fā)展。4G作為當(dāng)今社會(huì)移動(dòng)通信里最快的技術(shù)，面對(duì)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)如此激烈的環(huán)境，其面臨的機(jī)遇和挑戰(zhàn)也是前所未有的。相比較FDD-LTE技術(shù)來講，TD-LTE技術(shù)的起步較晚，發(fā)展史也較短，但是這兩種技術(shù)的融合組網(wǎng)將會(huì)是移動(dòng)通信考慮的組主要的發(fā)展方式。TD-LTE技術(shù)和FDD-LTE技術(shù)融合組網(wǎng)的結(jié)構(gòu)大致可以分為兩種。

第一種是采用分段組網(wǎng)結(jié)構(gòu)。即兩者融合組網(wǎng)剛開始的時(shí)候先用FDD-LTE

技術(shù)進(jìn)行覆蓋，因?yàn)镕DD-LTE技術(shù)和TD-LTE技術(shù)在同樣的條件下，前者在低頻段的覆蓋范圍更廣。之后，在面對(duì)頻率資源稀缺以及容量不足的情況下，再將TD-LTE技術(shù)加入到融合組網(wǎng)的建設(shè)當(dāng)中去。

第二種是同時(shí)采用FDD-LTE技術(shù)和TD-LTE技術(shù)進(jìn)行融合組網(wǎng)。兩者技術(shù)同步進(jìn)行，在不同需求的區(qū)域合理采用不同的網(wǎng)絡(luò)制式。

上述兩種技術(shù)融合組網(wǎng)的結(jié)構(gòu)在將來都將會(huì)得到實(shí)現(xiàn)。

四、結(jié)語

通過上述對(duì) FDD-LTE技術(shù)和TD-LTE技術(shù)各自特點(diǎn)的分析到對(duì)這兩種技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行比較，再到最后針對(duì)兩者融合組網(wǎng)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行探討，我們不難看出，雖說 目前我國的FDD-LTE技術(shù)和TD-LTE技術(shù)走入了國際先進(jìn)科技水平的行列，但是這兩種網(wǎng)絡(luò)制式本身還存在很多缺陷，如何讓這些不足盡快得到完善，如何滿足未來網(wǎng)絡(luò)需求的不斷增大而采用的技術(shù)融合組網(wǎng)，都將會(huì)是LTE面臨巨大的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]趙慧.3G長期演進(jìn)技術(shù)與系統(tǒng)設(shè)計(jì)[M].北京電子工業(yè)出版社，2013，21（1）：64-65

[2]韓志剛.LTE，F(xiàn)DD技術(shù)原理與網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃[M].北京人民郵電出版社，2014， 18（1）：78-80