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        淺談FDDLTE與TD—LTE的協(xié)同發(fā)展

        2014-07-31 01:57:40張成
        中國新通信 2014年3期
        關(guān)鍵詞:協(xié)同發(fā)展技術(shù)

        張成

        【摘要】 本文以LTE技術(shù)為研究對象,重點分析和對比了FDD LTE和TD-LTE的技術(shù)優(yōu)缺點,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)簡介

        LTE(Long Term Evolution)項目是3G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的演進,它改進并增強了3G的空中接入技術(shù),采用OFDM和MIMO作為其無線網(wǎng)絡(luò)演進的唯一標(biāo)準(zhǔn),實現(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: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(fā)送,用保護頻段來分離接收和發(fā)送信道。FDD必須采用成對的頻率,依靠頻率來區(qū)分上下行鏈路,其單方向的資源在時間上是連續(xù)的。FDD在支持對稱業(yè)務(wù)時,能充分利用上下行的頻譜,但在支持非對稱業(yè)務(wù)時,頻譜利用率將大大降低。②TDD用時間來分離接收和發(fā)送信道。在TDD 方式的移動通信系統(tǒng)中, 接收和發(fā)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(xù)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(fā)送信號給手機,另外的時間由手機發(fā)送信號給基站,基站和手機之間必須協(xié)同一致才能順利工作。

        (三)中國LTE頻譜規(guī)劃

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

        中國TD-LTE頻譜規(guī)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(lián)通獲得(2300-2320Mhz、2555-2575Mhz)兩個頻段共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,但也存在一些不足。

        (一)TD-LTE的優(yōu)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(tǒng)無需成對的頻率,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)支持非對稱業(yè)務(wù)。TD-LTE系統(tǒng)在支持不對稱業(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,TD-LTE系統(tǒng)可以根據(jù)業(yè)務(wù)類型靈活配置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,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,非對稱業(yè)務(wù)的實現(xiàn)對上行信道資源存在一定的浪費。(3)移動終端的處理復(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)上下行鏈路信號傳播的無線環(huán)境受頻率選擇性衰落影響不同,根據(jù)上行鏈路計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鏈路,系統(tǒng)設(shè)計更加復(fù)雜,對設(shè)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(fù)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(tǒng)對手機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中進行標(biāo)準(zhǔn)化,項目進展、處理流程和規(guī)范制定相互一致,國際主流通信公司同時推進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。在未來的技術(shù)研究和標(biāo)準(zhǔn)化過程中,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)演進中保持TDD和FDD的同步進行。

        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硬件來實現(xiàn)FDD LTE與TD-LTE系統(tǒng)。RRU由于兩種系統(tǒng)差異較大,較難實現(xiàn)共用,建議各自系統(tǒng)使用各自的RRU單元。

        四、結(jié)束語

        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,可以考慮進行融合發(fā)展,進一步降低網(wǎng)絡(luò)建設(shè)造價。各運營商也需要提前考慮做好統(tǒng)一規(guī)劃,對設(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

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

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

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

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