目前基于LTE的4G標準有兩個,分別為LTE FDD和LTE TDD(國內習慣于將LTE TDD稱為TD-LTE),看名字大家會有直觀的印象,兩大標準都是基于LTE的不同分支,相似度超過90%。接下來我們用交通來舉例,具體分析一下兩者間的差異:

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一、TD-LTE省資源,FDD速度快

LTE FDD(Frequency Division Duplexing,FDD)采用的是頻分雙工,TD-LTE(Time Division Duplexing,TDD)則是時分雙工.TDD具有如下優勢：

能夠靈活配置頻率,使用FDD系統不易使用的零散頻段;

可以通過調整上下行時隙轉換點,提高下行時隙比例,能夠很好的支持非對稱業務;

具有上下行信道一致性,基站的接收和發送可以共用部分射頻單元,降低了設備成本;

接收上下行數據時,不需要收發隔離器,只需要一個開關即可,降低了設備的復雜度;

具有上下行信道互惠性,能夠更好的采用傳輸預處理技術,如預RAKE 技術,聯合傳輸(JT)技術,智能天線技術等,能有效地降低移動終端的處理復雜性.

但是,TDD雙工方式相較于FDD,也存在明顯的不足:

由于TDD方式的時間資源分別分給了上行和下行,因此TDD方式的發射時間大約只有FDD的一半,如果TDD要發送和FDD同樣多的數據，就要增大TDD的發送功率;

TDD系統上行受限,因此TDD基站的覆蓋范圍明顯小于FDD基站;

TDD系統收發信道同頻,無法進行干擾隔離,系統內和系統間存在干擾;

為了避免與其他無線系統之間的干擾,TDD需要預留較大的保護帶,影響了整體頻譜利用效率.

如圖下圖所示,FDD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.

TDD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移動臺,另外的時間由移動臺發送信號給基站,基站和移動臺之間必須協同一致才能順利工作.

我們拋開這些生澀的術語,用更簡單的方式解釋一下:

首先,手機想上網,必須要建立上行和下行的通道:例如,你點擊微信,手機會通過上行通道發送一個請求,然后微信服務器通過下行通道,把你***的未讀消息傳到你的手機上.一般情況下,我們使用下行(下載)的時間比較多,而上行(上傳)的時間很少.

為了建立起上行和下行的通道,FDD通過頻率來分割,在兩個對稱頻率上,一個管下載,一個管上傳.就好像是雙車道,兩個方向的汽車互不干擾,暢通無阻.表現在你的手機上,就是速度很快的感覺.

TD-LTE采用另一種方式.它只用一個頻率,既負責上傳,又負責下載.好處是比FDD省了一個頻率占用,資源利用率更高(實際上TD-LTE為了避免干擾,需要預留較大保護帶,也會消耗一些資源);TDD的缺點也很明顯,因為是“單行道”上跑雙向“車流”,TD-LTE只能通過時間來控制交通(時分雙工),一會讓下載的流量通過,一會又讓上傳的流量通過.表現在手機端,會比FDD網速慢一些.

目前,LTE FDD理論下行速度為150MBPs,TD-LTE理論下行速度為100Mbps.

二、TD-LTE適合熱點區域覆蓋,FDD適合廣域覆蓋

我們在生活中遇到過這種情況:上班高峰期,進城方向的交通擁堵不堪,旁邊出城方向的馬路上卻車流***.這無疑是一種資源的浪費.

在手機上網過程中,這種現象更普遍:人們使用手機,更多的是閱讀,觀賞和下載,很少的時間用于上傳.因此,如果手機的無線網絡是可見的,你會發現下載通道上數據川流不息,上傳通道卻很少被使用.

TD-LTE的優勢在于,他將上傳和下載通道合并為一個,然后通過時間來靈活控制,例如分配給下載的時間占70%,上傳占30%,這樣,你會發現整個通道的車流總是滿的,資源利用率更高.

既然TD-LTE如此經濟,卻也不能全部采用.在用戶密集的熱點區域,頻段資源很緊張,這時候,FDD的“雙車道”就顯得很浪費,TDD更適合.但由于TDD在上行方面受限,基站覆蓋范圍小于FDD,因此,在非熱點的在廣覆蓋區域(城郊,鄉鎮和公路)上,TDD需要比FDD建設更多基站,成本太高.

三、TD-LTE與FDD能混合組網嗎?

FDD和TD-LTE這兩個LTE的分支標準各有所長,但兩者間基礎技術非常相似.有專家表示,TD-LTE和LTE FDD完全可以看做一個系統,僅是在業務實現上有一定的技術區別.因此,國際上有了將TD-LTE與FDD混合組網的模式,發揮兩者各自長處,TD-LTE用于熱點區域覆蓋,FDD用于廣域覆蓋.由于有著共同的技術基礎,TD-LTE與FDD在混合組網方面有著非常好的前景.這也是當年國際電聯在制定4G標準時所期望實現的——即盡量降低不同標準之間物理層的差異,讓網絡標準最終走向融合.

總結

TD-LTE與LTE FDD本質上共用一套標準基礎,在業務實現的技術上有著一定差別.TD-LTE節省頻道資源,適合熱點集中區域覆蓋;FDD的理論***速度更快,基站覆蓋更廣,適合郊區,公路鐵路等廣域覆蓋.兩者混合組網,是更好的選擇.