淺談FDDLTE與TD—LTE的協同發展

張成

【摘要】 本文以LTE技術為研究對象，重點分析和對比了FDD LTE和TD-LTE的技術優缺點，指出兩者在系統方面的主要差異，著重從技術層面探討了FDD LTE與TD-LTE協同發展的可行性。

【關鍵詞】 LTE 技術 協同發展

一、LTE技術概述

（一）LTE技術簡介

LTE（Long Term Evolution）項目是3G網絡技術的演進，它改進并增強了3G的空中接入技術，采用OFDM和MIMO作為其無線網絡演進的唯一標準，實現在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更具技術優勢：高數據速率、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）和時分雙工（TDD）兩種：①FDD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。②TDD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手機，另外的時間由手機發送信號給基站，基站和手機之間必須協同一致才能順利工作。

（三）中國LTE頻譜規劃

中國FDD LTE頻譜規劃：中國電信獲得 （1755-1785mhz/1850-1880mhz）上下行各30M帶寬，中國聯通獲得（1955-1980mhz/2145-2170mhz）上下行各25M帶寬。

中國TD-LTE頻譜規劃：中國移動獲得（1880-1900Mhz、2320-2370Mhz、2575-2635Mhz）三個頻段共130M帶寬，中國電信獲得（2370-2390Mhz、2635-2655Mhz）兩個頻段共60M帶寬，中國聯通獲得（2300-2320Mhz、2555-2575Mhz）兩個頻段共40M帶寬。

二、FDD LTE和TD-LTE的技術比較

TD-LTE系統與FDD LTE系統相比，具有特有的優勢，但也存在一些不足。

（一）TD-LTE的優勢

（1）頻譜利用率更高。頻譜是無線通信中最寶貴的資源，由于TD-LTE系統無需成對的頻率，可以方便的配置在FDD LTE系統所不易使用的零散頻段上，具有一定的頻譜靈活性，能有效的提高頻譜利用率。（2）支持非對稱業務。TD-LTE系統在支持不對稱業務方面具有一定的靈活性，根據TD-LTE幀結構的特點，TD-LTE系統可以根據業務類型靈活配置TD-LTE幀的上下行配比，下行數據量明顯大于上行數據量時，系統可以配置下行幀多于上行幀情況，而在FDD LTE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。（3）移動終端的處理復雜性較低。在TD-LTE系統中，上下行鏈路使用相同頻率，鏈路無線傳播環境差異不大，上下行鏈路可以使用相同的路損。FDD LTE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路損不能直接應用于下行鏈路。因而，TD-LTE系統能有效地降低移動終端的處理復雜性。（4）基站的制造成本更低。在TD-LTE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。

（二）TD-LTE的不足

（1）由于TD-LTE在同一幀中傳輸上下行兩個鏈路，系統設計更加復雜，對設備要求較高。（2）保護間隔的使用降低了頻譜利用率，提供廣覆蓋的時候，對頻譜資源造成了浪費。（3）TD-LTE使用的控制信令比FDD LTE更復雜，且平均RTT稍長于LTE？FDD的8ms。（4）由于上下行信道占用同一頻段的不同時隙，系統對手機和基站的同步要求更高。

三、FDD LTE與TD-LTE的協同發展

由于FDD LTE和TD-LTE同在3GPP中進行標準化，項目進展、處理流程和規范制定相互一致，國際主流通信公司同時推進FDD/TDD標準完善。這保證了兩者標準和技術的同步發展。在未來的技術研究和標準化過程中，需要繼續保持這種融合和同步發展的方式，特別是向LTE-Advanced標準演進中保持TDD和FDD的同步進行。

目前LTE系統中基站設備均采用分布式架構，由基帶處理單元（BBU）和射頻拉遠單元（RRU）構成。FDD LTE與TD-LTE可完全共用BBU單元，通過軟件可配置成不同的系統。兩種基站設備BBU硬件處理需求相當，物理層算法復雜度相近，90%的協議棧和信令流程一直。目前各主流廠商均采用相同BBU硬件來實現FDD LTE與TD-LTE系統。RRU由于兩種系統差異較大，較難實現共用，建議各自系統使用各自的RRU單元。

四、結束語

由于FDD LTE和TD-LTE在物理層參數和技術方面差異較少而共性較多，可以考慮進行融合發展，進一步降低網絡建設造價。各運營商也需要提前考慮做好統一規劃，對設備廠家在FDD LTE和TD-LTE的設備整合方面提出要求，做好兩者的協同建設和發展。

參 考 文 獻

[1] 王映民，孫韶輝. 《TD-LTE技術原理與系統設計》. 人民郵電出版社. 2010

[2] 文志成. 《LTE關鍵技術與無線性能》. 機械工業出版社. 2011

[3] Erik Dahlman. 《4G移動通信技術權威指南：LTE與LTE-Advanced》. 人民郵電出版社 2012endprint