劉志堅

廣東南方電信規(guī)劃咨詢設計院有限公司，廣東惠州 516000

摘 要 智能終端設備的發(fā)展，推動了通信技術的更新?lián)Q代，對高帶寬數(shù)據(jù)流量的需求，推動我國通信網(wǎng)絡實現(xiàn)了3G向4G時代快速升級。三大運營商LTE牌照獲得快速審批，按照工信部的要求，我國LTE建設采用TDD、FDD兩種組網(wǎng)技術。中國移動受制于TD-SCDMA的網(wǎng)速，快速完成了其基于TDD技術的4G升級，而中國電信與中國聯(lián)通則采取了TDD與FDD混合組網(wǎng)的4G網(wǎng)絡。本文對比了FDD與TDD組網(wǎng)技術的特點，分析了TDD、FDD融合組網(wǎng)技術。

關鍵詞 網(wǎng)絡通信；LTE-TDD；LTE-FDD；4G；5G

中圖分類號 TP2 文獻標識碼 A 文章編號 2095-6363（2017）13-0104-02

近年來，移動通信技術發(fā)展迅猛，寬帶化、IP化、移動化成為無線通信系統(tǒng)發(fā)展的方向。在寬帶無線接入領域，3G技術受到了來自WiMAX、Wi-Fi技術的強有力的挑戰(zhàn)，為了實現(xiàn)3G技術升級，長期演進（Long Term Evolution，LTE）技術應運而生，以逐步多度到B3G和4G階段。LTE改進完成后，可以用更低的成本實現(xiàn)更高的無線數(shù)據(jù)傳輸速率、更大的系統(tǒng)容量和更廣的覆蓋范圍。

1 FDD與TDD通信技術原理

LTE支持兩種不同的工作方式：時分雙工（TDD）和頻分雙工（FDD）。

時分雙工（TDD）中收、發(fā)信道依靠時間區(qū)分。在相同頻段下，TDD在信道的不同時隙進行接收和發(fā)送工作，時間上的錯配可以有效避免上下行數(shù)據(jù)間的干擾。比如基站在某一時刻將信號發(fā)送給移動臺，移動臺則在另一時刻發(fā)送信號給基站，移動臺與基站間的數(shù)據(jù)傳輸依靠預定的通信機制完成。

頻分雙工（FDD）中數(shù)據(jù)接收、發(fā)送工作在不同的頻率，雙工間隔工作在不同的上下行頻率間。作為區(qū)分上下行鏈路的標志，F(xiàn)DD依靠成對頻率，上下行數(shù)據(jù)在時間上是連續(xù)的。在進行對稱數(shù)據(jù)傳輸時，F(xiàn)DD可以最大限度利用上下行頻譜；然而，在進行非對稱業(yè)務傳輸時，這種利用率將變得很差。

2 LTE-TDD與LTE-FDD優(yōu)缺點分析

LTE-TDD、LTE-FDD具備各自的優(yōu)缺點和不同的應用領域，LTE-TDD的優(yōu)勢在于更加高效的物理層架構、無線資源配置和更簡潔的幀結構。

2.1 LTE-TDD的技術特點

1）TDD有靈活的頻率配置機制，零碎頻段得以利用，上下行數(shù)據(jù)傳輸可以使用非對稱帶寬頻段；2）當基站與移動臺間上下行數(shù)據(jù)傳輸間隔小于信道相干時間可，利用TDD技術可以估計對方信號的信道特征；3）在移動通信系統(tǒng)中廣泛采用分集結合技術來縮短信道的衰落周期；4）CDMA系統(tǒng)工作于多徑環(huán)境時具有明顯優(yōu)勢，其RAKE接收機可以獲得很好的多徑分集增益；5）終端設備向著低成本、多?；⌒鸵讛y帶方向發(fā)展，這也成為了未來移動通信系統(tǒng)的發(fā)展趨勢。

2.2 LTE-TDD的技術不足

1）CMDA移動通信系統(tǒng)工作在TDD模式下，會受到上下行鏈路以及不同運營商間的干擾；2）TDD模式上下行鏈路工作在相同頻率，信號發(fā)射機可以通過接受到的信號計算出多徑信號的快衰落周期時間，但這是基于幀長度小于相干時間這個大前提；3）在TDD系統(tǒng)CDMA模式下，基站無法處理進行接收和發(fā)送請求，基站進行數(shù)據(jù)發(fā)送過程中，移動終端處于等待狀態(tài)。同時數(shù)據(jù)傳輸過程中，同一小區(qū)的不同用戶以及用戶與基站間必須保持高度同步，大量不同用戶間的不同步會產(chǎn)生嚴重的干擾；用戶與基站間的不同步會堵塞通信信道，而采用FDD工作方式的CDMA移動通信系統(tǒng)，從根本上杜絕了以后類似事件的發(fā)生。

3 FDD與TDD融合組網(wǎng)技術

3.1 LTE融合組網(wǎng)同步技術

移動通信網(wǎng)絡融合組網(wǎng)包括兩方面內(nèi)容：時間融合同步與頻率融合同步。頻率融合同步適用范圍廣，幾乎可以應用于所有移動終端設備。當終端快速移動時，會受到多普勒頻移效應的影響，在TDD和FDD工作模式下，F(xiàn)DD可以極大地消除頻移效應對移動終端通信穩(wěn)定性的影響。時間同步技術可以解決高干對TDD系統(tǒng)帶來的影響；在解決GSM系統(tǒng)對FDD系統(tǒng)的通信干擾時，時間同步有時也會被運用到FDD通信系統(tǒng)。在移動通信網(wǎng)絡融合組網(wǎng)過程中，LTE無線融合同步技術可以很好地解決諸多問題，但同時也一直受到外界干擾的制約，尋求更加可靠的抗干擾技術方案和手段是未來融合組網(wǎng)中同步技術的研究方向。

3.2 FDD與TDD雙模通信終端數(shù)據(jù)復用與分流技術

TDD與FDD兩種工作模式在功能上是一致的，這位雙模的網(wǎng)絡融合提供了現(xiàn)實基礎，二者的區(qū)別主要存在于物理層面。在融合組網(wǎng)的第三階段，對于通信運營商來說有兩種技術方案：一是雙連接技術；二是載波聚合技術。

載波聚合技術建設成本低，可以實現(xiàn)網(wǎng)速峰值的短期快速提升；雙連接技術可操作性強，組網(wǎng)方式靈活，不易受到基站、廠商的制約。移動通信網(wǎng)絡發(fā)展到第三階段是一個關鍵的階段，不同運營商對技術方案的選擇也不盡相同。但就我國目前的實際情況來看，設備廠商眾多、接口不規(guī)范、基站選址復雜多變，雙連接技術成為最實際可行的方案。

3.3 eNB設置規(guī)則

工作于TDD和FDD融合組網(wǎng)覆蓋區(qū)域的移動終端設備，當處于短暫低電平位置時，終端設備會上傳A5與A2測量指令；當處于普遍性高于相鄰A5電平狀態(tài)時，融合組網(wǎng)的eNB機制會對該區(qū)域進行重新定向，此時終端會連接到新的網(wǎng)絡融合區(qū)域，但實時的操作會瞬間中斷。終端設備啟動RRC機制對高電平區(qū)域進行連接，以保證通信網(wǎng)絡暢通。在被覆蓋區(qū)域的PRB利用率超過臨界限制時，融合組網(wǎng)區(qū)域的eNB就會長傳系統(tǒng)busy指令，同時向移動終端設備發(fā)送A4門限指令，直至目標區(qū)域的電平回落至A4門限以下，融合網(wǎng)絡的eNB機制完成一次順利切換，上傳完成指令。

4 5G通信技術發(fā)展展望

第五代移動通信技術簡稱5G，它是4G技術的升級版。高數(shù)據(jù)傳輸速率是5G時代最主要的特點，各技術實現(xiàn)方案間的最大傳輸速率略有差異，但最少的也達到了10Gbit的傳輸速率，相當于現(xiàn)有4G技術的100倍之多。2015年3月，英國研究人員進行的100m測試結果達到了125GB，相比于現(xiàn)行的4G技術，達到了驚人的萬余倍。5G需要更多的接入點，以補償能量的衰減，實現(xiàn)低能耗、低延時目標。滿足未來終端小型化、模塊化、集成化的發(fā)展需求。其技術特點如下：1）高頻傳輸技術；2）多天線傳輸技術；3）同時同頻全雙工技術；4）設備到設備技術；5）密集網(wǎng)絡技術；6）軟件定義網(wǎng)絡技術。

5 結論與展望

我們已經(jīng)進入到了一個高速移動互聯(lián)的大數(shù)據(jù)時代，谷歌公司執(zhí)行董事長埃里克·施密特在2017年初的座談會上更是大膽預測：互聯(lián)網(wǎng)即將消失，一個高度集成化、互動化的物聯(lián)網(wǎng)將成為未來的趨勢。而物聯(lián)網(wǎng)技術的實現(xiàn)首先需要堅強通信網(wǎng)架的支持，為了滿足高速數(shù)據(jù)傳輸需求，4G通信網(wǎng)絡也必然會快速向5G網(wǎng)絡升級。

參考文獻

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