浅谈FDDLTE与TD—LTE的协同发展

张成

【摘要】 本文以LTE技术为研究对象，重点分析和对比了FDD LTE和TD-LTE的技术优缺点，指出两者在系统方面的主要差异，着重从技术层面探讨了FDD LTE与TD-LTE协同发展的可行性。

【关键词】 LTE 技术 协同发展

一、LTE技术概述

（一）LTE技术简介

LTE（Long Term Evolution）项目是3G网络技术的演进，它改进并增强了3G的空中接入技术，采用OFDM和MIMO作为其无线网络演进的唯一标准，实现在20MHz频谱带宽下能够提供下行100Mbps与上行50Mbps的峰值速率。与3G相比，LTE更具技术优势：高数据速率、分组传送、延迟降低、广域覆盖和向下兼容。

（二）FDD与TDD工作原理

LTE按双工方式分为频分双工（FDD）和时分双工（TDD）两种：①FDD是在分离的两个对称频率信道上进行接收和发送，用保护频段来分离接收和发送信道。FDD必须采用成对的频率，依靠频率来区分上下行链路，其单方向的资源在时间上是连续的。FDD在支持对称业务时，能充分利用上下行的频谱，但在支持非对称业务时，频谱利用率将大大降低。②TDD用时间来分离接收和发送信道。在TDD 方式的移动通信系统中， 接收和发送使用同一频率载波的不同时隙作为信道的承载， 其单方向的资源在时间上是不连续的，时间资源在两个方向上进行了分配。某个时间段由基站发送信号给手机，另外的时间由手机发送信号给基站，基站和手机之间必须协同一致才能顺利工作。

（三）中国LTE频谱规划

中国FDD LTE频谱规划：中国电信获得 （1755-1785mhz/1850-1880mhz）上下行各30M带宽，中国联通获得（1955-1980mhz/2145-2170mhz）上下行各25M带宽。

中国TD-LTE频谱规划：中国移动获得（1880-1900Mhz、2320-2370Mhz、2575-2635Mhz）三个频段共130M带宽，中国电信获得（2370-2390Mhz、2635-2655Mhz）两个频段共60M带宽，中国联通获得（2300-2320Mhz、2555-2575Mhz）两个频段共40M带宽。

二、FDD LTE和TD-LTE的技术比较

TD-LTE系统与FDD LTE系统相比，具有特有的优势，但也存在一些不足。

（一）TD-LTE的优势

（1）频谱利用率更高。频谱是无线通信中最宝贵的资源，由于TD-LTE系统无需成对的频率，可以方便的配置在FDD LTE系统所不易使用的零散频段上，具有一定的频谱灵活性，能有效的提高频谱利用率。（2）支持非对称业务。TD-LTE系统在支持不对称业务方面具有一定的灵活性，根据TD-LTE帧结构的特点，TD-LTE系统可以根据业务类型灵活配置TD-LTE帧的上下行配比，下行数据量明显大于上行数据量时，系统可以配置下行帧多于上行帧情况，而在FDD LTE系统中，非对称业务的实现对上行信道资源存在一定的浪费。（3）移动终端的处理复杂性较低。在TD-LTE系统中，上下行链路使用相同频率，链路无线传播环境差异不大，上下行链路可以使用相同的路损。FDD LTE系统上下行链路信号传播的无线环境受频率选择性衰落影响不同，根据上行链路计算得到的路损不能直接应用于下行链路。因而，TD-LTE系统能有效地降低移动终端的处理复杂性。（4）基站的制造成本更低。在TD-LTE系统中，由于上下行信道一致，基站的接收和发送可以共用部分射频单元，从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在同一帧中传输上下行两个链路，系统设计更加复杂，对设备要求较高。（2）保护间隔的使用降低了频谱利用率，提供广覆盖的时候，对频谱资源造成了浪费。（3）TD-LTE使用的控制信令比FDD LTE更复杂，且平均RTT稍长于LTE？FDD的8ms。（4）由于上下行信道占用同一频段的不同时隙，系统对手机和基站的同步要求更高。

三、FDD LTE与TD-LTE的协同发展

由于FDD LTE和TD-LTE同在3GPP中进行标准化，项目进展、处理流程和规范制定相互一致，国际主流通信公司同时推进FDD/TDD标准完善。这保证了两者标准和技术的同步发展。在未来的技术研究和标准化过程中，需要继续保持这种融合和同步发展的方式，特别是向LTE-Advanced标准演进中保持TDD和FDD的同步进行。

目前LTE系统中基站设备均采用分布式架构，由基带处理单元（BBU）和射频拉远单元（RRU）构成。FDD LTE与TD-LTE可完全共用BBU单元，通过软件可配置成不同的系统。两种基站设备BBU硬件处理需求相当，物理层算法复杂度相近，90%的协议栈和信令流程一直。目前各主流厂商均采用相同BBU硬件来实现FDD LTE与TD-LTE系统。RRU由于两种系统差异较大，较难实现共用，建议各自系统使用各自的RRU单元。

四、结束语

由于FDD LTE和TD-LTE在物理层参数和技术方面差异较少而共性较多，可以考虑进行融合发展，进一步降低网络建设造价。各运营商也需要提前考虑做好统一规划，对设备厂家在FDD LTE和TD-LTE的设备整合方面提出要求，做好两者的协同建设和发展。

参 考 文 献

[1] 王映民，孙韶辉. 《TD-LTE技术原理与系统设计》. 人民邮电出版社. 2010

[2] 文志成. 《LTE关键技术与无线性能》. 机械工业出版社. 2011

[3] Erik Dahlman. 《4G移动通信技术权威指南：LTE与LTE-Advanced》. 人民邮电出版社 2012endprint