范偉彪

【摘要】隨著科技的飛速發(fā)展，第三代移動(dòng)通信的發(fā)展也隨之迎來(lái)，LTE技術(shù)同時(shí)支持TDD和FDD兩種制式以達(dá)到對(duì)頻譜資源靈活高效的使用，雖然協(xié)議制定中已經(jīng)盡量確保了二者的相同性，但是雙工模式不同而造成的差異依然存在。本文就LTE TDD與LTE FDD的差異進(jìn)行了以下的研究，希望可以對(duì)同行帶來(lái)借鑒。

【關(guān)鍵詞】LTE TDD；LTE FDD；差異

1.引言

國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織3GPP在3G的長(zhǎng)期演進(jìn)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)之中，依據(jù)雙工方式的不同，制定了FDD和TDD兩種制式，與此同時(shí)為了改進(jìn)3G時(shí)代不同制式間的漫游問(wèn)題與降低設(shè)備的規(guī)模成本，3GPP在制定LTE標(biāo)準(zhǔn)的時(shí)候，比較注重了技術(shù)的通用性，因此LTE TDD與LTE FDD在技術(shù)規(guī)范上有非常大的統(tǒng)一性存在，其表現(xiàn)在擁有相同的層二與層三結(jié)構(gòu)，而物理層的區(qū)別是幀結(jié)構(gòu)，TDD為了實(shí)現(xiàn)和FDD的融合問(wèn)題，在幀結(jié)構(gòu)上也做了非常大的改善工作，使其與FDD更接近。盡管3GPP的目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化的統(tǒng)一，但是因?yàn)殡p工方式的不同，LTE TDD與LTE FDD在系統(tǒng)調(diào)度和控制、頻帶需求等方面還是有一些差異存在。

2.FDD與TDD的工作原理

頻分雙工（FDD）與時(shí)分雙工（TDD）是兩種不一樣的雙工方式。如圖1所示，F(xiàn)DD是在分離的兩個(gè)對(duì)稱(chēng)頻率信道上展開(kāi)發(fā)送和接收，用保護(hù)頻段來(lái)分離發(fā)送和接收信道。FDD應(yīng)當(dāng)采用成對(duì)的頻率，憑借頻率來(lái)區(qū)別上下行鏈路，其單方向的資源在時(shí)間中是持續(xù)的。FDD在支持對(duì)稱(chēng)業(yè)務(wù)的時(shí)候，能夠利用上下行的頻譜，但是在支持非對(duì)稱(chēng)業(yè)務(wù)的時(shí)候，頻譜利用率將會(huì)很大的下降。

TDD通過(guò)時(shí)間來(lái)分離發(fā)送和接收信道。在TDD方式的移動(dòng)通信系統(tǒng)之中，發(fā)送和接收使用同一頻率載波的不同時(shí)隙當(dāng)作信道的承載，其單方向的資源在時(shí)間上是不持續(xù)的，時(shí)間資源在兩個(gè)方向上展開(kāi)了分配。某個(gè)時(shí)間段通過(guò)基站發(fā)送信號(hào)給移動(dòng)臺(tái)，此外的時(shí)間通過(guò)移動(dòng)臺(tái)發(fā)送信號(hào)給基站，移動(dòng)臺(tái)和基站之間要協(xié)同一致才可以順利工作。

3.FDD與TDD的特點(diǎn)

3.1 LTE FDD

LTE FDD采用的是頻分雙工的工作模式，在分離的兩個(gè)對(duì)稱(chēng)信道上展開(kāi)發(fā)送和接受，用保護(hù)頻段來(lái)分離上下行信道，其單方向資源在時(shí)間上是相連的。由于雙工方式不相同，使得LTE-FDD的優(yōu)勢(shì)劣勢(shì)和LTE TDD是相對(duì)的。

3.2 LTE TDD

LTE TDD采用的是時(shí)分雙工的工作模式，上下行鏈路頻段相同，使用不同時(shí)隙來(lái)區(qū)分，其單方向的資源在時(shí)間上是不相連的，時(shí)間資源在兩個(gè)反向上展開(kāi)分配，因此終端和基站之間應(yīng)當(dāng)要有嚴(yán)格的時(shí)間同步才可以順利工作。TDD時(shí)分雙工的工作特點(diǎn)，使其在對(duì)非對(duì)稱(chēng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的支持、頻段的要求、收/發(fā)射頻單元的共用、智能天線的使用、上下性信道互惠等方面都具備優(yōu)勢(shì)，但是同時(shí)也存在一些劣勢(shì)，比如時(shí)間同步要求比較嚴(yán)格、系統(tǒng)收發(fā)間干擾、覆蓋距離比較短、控制信令復(fù)雜等劣勢(shì)。

4.LTE TDD和FDD的關(guān)鍵過(guò)程差異

4.1 HARQ過(guò)程

HAPQ過(guò)程就是混合式自動(dòng)尋呼重傳請(qǐng)求，這種機(jī)制的作用主要是要盡可能減低傳輸錯(cuò)誤的頻率。LTE TD與LTE FDD在HARQ過(guò)程的差異主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

4.1.1 基于HARQ的定時(shí)關(guān)系

關(guān)于LTE TDD系統(tǒng)。這個(gè)系統(tǒng)具備互不連續(xù)的上下行子幀，并且有很多的配置方式，進(jìn)而帶來(lái)數(shù)目都不相同的上下行子幀，導(dǎo)致其反饋關(guān)系不能呈現(xiàn)出一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系。TDD在對(duì)ACK/NACK位置展開(kāi)設(shè)計(jì)的時(shí)候應(yīng)當(dāng)要給予考慮，比如，就上行HARQ而言，只有在下行子幀產(chǎn)生的時(shí)候，eNodeB才能夠?qū)CK/NACK展開(kāi)反饋，就算UE已經(jīng)收到反饋，也只有在上行子幀出現(xiàn)后，才能夠把新數(shù)據(jù)或重傳數(shù)據(jù)展開(kāi)發(fā)送。依據(jù)在TDD中，其上下行時(shí)隙具備不同上下行配置這一特點(diǎn)，有關(guān)的協(xié)議為T(mén)DD這個(gè)系統(tǒng)，在重傳數(shù)據(jù)、發(fā)送新數(shù)據(jù)和反饋ACK/NACK等方面，就其方位對(duì)對(duì)應(yīng)關(guān)系另外作了定義。就子幀i與子幀i-k，前者所收到的ACK/NACK反饋應(yīng)當(dāng)要與后者所發(fā)生的數(shù)據(jù)相對(duì)應(yīng)；ACK/NACK被子幀i收到后，有關(guān)新數(shù)據(jù)或重傳數(shù)據(jù)的發(fā)送一般是由子幀i+k來(lái)完成；有關(guān)k與k和子幀i及上下行配置的關(guān)系，在這個(gè)系統(tǒng)之中，比較特殊的地方就是對(duì)于0這個(gè)上下行配置而言，上下行配置倘若以子幀9或4當(dāng)作數(shù)據(jù)的傳輸信道，那下一無(wú)線子幀5與子幀0將對(duì)該ACK/NACK展開(kāi)反饋。比如，就TDD上下行配置來(lái)說(shuō)，LTE TDD上行HARQ的定時(shí)關(guān)系如圖2所示（其中RTT是10ms）。

4.1.2 關(guān)于LTE FDD系統(tǒng)

在這個(gè)系統(tǒng)之中，具備相同數(shù)目的上下行子幀，故反饋的ACK/HACK和數(shù)據(jù)之和可以形成一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系；并且具備簡(jiǎn)單清除的HARQ過(guò)程，其HARQ的定時(shí)關(guān)系主要體現(xiàn)為：ACK/NACK的定時(shí)信息被子幀i所收到，總是與在子幀i-4發(fā)送的數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)；另外，從下行異步HARQ中看，當(dāng)把ACK/NACK收到之后，對(duì)于發(fā)送的新數(shù)據(jù)或重傳數(shù)據(jù)與之前所發(fā)送的數(shù)據(jù)之間沒(méi)有很確定的對(duì)應(yīng)關(guān)系，但對(duì)于上行同步HARQ而言，其發(fā)送新數(shù)據(jù)或重傳數(shù)據(jù)總是在i+4時(shí)刻。

4.2 HARQ的最大并發(fā)進(jìn)程數(shù)

“停-等”這種機(jī)制被運(yùn)用于LTE之中的HARQ，所以在HARQ的并發(fā)過(guò)程之中，對(duì)于ACK/NACK反饋的接收要經(jīng)一段時(shí)間的等候，之后對(duì)于下一次有關(guān)新數(shù)據(jù)的重傳或者發(fā)送才能夠做出判斷。對(duì)于資源利用率的提升，LTE是運(yùn)用并發(fā)多個(gè)進(jìn)程的方式來(lái)達(dá)成的。在LTE FDD系統(tǒng)中，其HARQ最大的并發(fā)進(jìn)程數(shù)是八個(gè)。對(duì)LTE TDD這個(gè)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，由于受到上下行子幀配置的約束，故相關(guān)HARQ的最大進(jìn)程數(shù)，主要由其上下行的發(fā)送以及其上下行子幀的配置情況決定的；針對(duì)不相同上下行子幀的配置，相關(guān)TDD系統(tǒng)的HARQ的最大進(jìn)程數(shù)量如表1所示。

5.結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，本文重點(diǎn)研究了兩種主流LTE技術(shù)的區(qū)別，通過(guò)分析關(guān)鍵過(guò)程與系統(tǒng)設(shè)計(jì)的差異，闡述了兩個(gè)系統(tǒng)的主要差異。與FDD這種雙工方式比較，TDD這種雙工方式本身所固有的特征，對(duì)于下一代移動(dòng)通信系統(tǒng)對(duì)頻率配置趨勢(shì)及帶寬的要求可以做到更好的滿足，特別是在頻譜利用等方面，TDD系統(tǒng)具備比較的優(yōu)勢(shì)。

參考文獻(xiàn)

[1]李寶榮.LTE FDD與LTE TDD的融合發(fā)展研究[J].移動(dòng)通信，2009（12）.

[2]聶超.LTE TDD與LTE FDD技術(shù)比較[J].科技風(fēng)，2011（14）.

[3]鄧何勤.LTE FDD與LTE TDD技術(shù)比較研究和分析[J].通信與信息技術(shù)，2011（4）.