LTE技术-LTE网络无线技术-LTE-TDD与LTE-FDD差异对比

LTETDD与LTEFDD差异对比中国电信集团公司中国电信无线维护岗位认证培训教材目录一、

TDD与FDD差异概述二、

TDD与FDD差异详解简单说明LTEFDD，TDDeNodeB协议栈用户平面控制平面NASRRCPDCPRLCMACPHY100%相同90%相同内部协议相同DDDDDDDDUUUDDDUUUUUUU90％相同：基础技术完全相同ItemTD-LTELTEFDD信道带宽配置灵活1.4M,3M,5M,10M,15M,20M1.4M,3M,5M,10M,15M,20M多址方式DL:OFDMUL:SC-FDMA（考虑降低终端的峰均比）DL:OFDMUL:SC-FDMA（考虑降低终端的峰均比）编码方式卷积码,Turbo码卷积码,Turbo码调制方式QPSK,16QAM,64QAMQPSK,16QAM,64QAM功控方式开闭环结合开闭环结合链路自适应支持支持拥塞控制支持支持移动性最高支持350km/h（支持inter/intra-RATHO）最高支持350km/h（支持inter/intra-RATHO）语音解决方案CSFB/SRVCCCSFB/SRVCC系统架构全IP扁平化结构全IP扁平化结构不同点：本质都是由TDD与FDD双工方式差异而来双工方式差异帧结构差异多天线技术差异正面：TDD支持非对称的上下行时隙配置，可将更多带宽分配给下行反面：由于相邻基站间的交叉时隙干扰问题，还不能够做到动态的时隙配比调整不同运营商的TDD相邻频谱需要配置相同时隙配比，否则有干扰，需要额外划分保护带对时钟同步提出更高要求，否则远端干扰TDD：时分（Gp时间间隔）FDD：频分（双工频率间隔）正面：TDD利用上下行信道衰落的一致性，可以支持多天线“波束赋型”算法，提高信噪比反面：“波束赋型”需要4天线或者8天线才支持，增加了天面复杂度，和设备处理能力要求单载波带宽差异FDD和TDD单载波最大信道带宽都是20MHz，但是FDD上下行累计是40MHz；而TDD上下行累计依然是20MHz；导致TDD单载波峰值速率吃亏，更需要CA10%的不同点说明(1)频段帧结构子帧配置HARQ处理过程同步RRU频段1-14,17-26类型1(FDD采用10ms的帧结构)按上下行分配固定HARQ次数和事件延迟不同的主同步与辅同步信号符号位置双工器1dB插损频段33-43类型2(支持10ms的帧结构,也支持5ms的帧结构,一般用5ms的帧结构,主要两个原因,TDS,二是性能)灵活的子帧配比可变HARQ次数，以及时间延迟不同的主同步与辅同步信号符号位置T/R转换器

2-2.5dB插损LTETDDLTEFDD10%的不同点说明(2)波束成型MIMO工作模式ReferenceSignal(RS)随机接入前导网络干扰不支持beamforming支持模式1–6格式0–3不要求整网络严格同步LTETDDLTEFDD支持beamforming支持模式1–8格式0–4整网络要求严格同步下行：基于小区的参考信号RS上行：支持DMRSandSRS，SRS在数据子帧上下行：支持UE级别和小区级别的参考信号RS上行：支持DMRS和SRS，SRS在UpPTS上目录一、

TDD与FDD差异概述二、TDD与FDD差异详解频段：3GPP规定的FDD工作频段E-UTRABandUplinkDownlinkDuplexMode11920MHz–1980MHz2110MHz–2170MHzFDD21850MHz–1910MHz1930MHz–1990MHzFDD31710MHz–1785MHz1805MHz–1880MHzFDD41710MHz–1755MHz2110MHz–2155MHzFDD5824MHz–849MHz869MHz–894MHzFDD6830MHz–840MHz875MHz–885MHzFDD72500MHz–2570MHz2620MHz–2690MHzFDD8880MHz–915MHz925MHz–960MHzFDD91749.9MHz–1784.9MHz1844.9MHz–1879.9MHzFDD101710MHz–1770MHz2110MHz–2170MHzFDD111427.9MHz–1452.9MHz1475.9MHz–1500.9MHzFDD12698MHz–716MHz728MHz–746MHzFDD13777MHz–787MHz746MHz–756MHzFDD14788MHz–798MHz758MHz–768MHzFDD17704MHz–716MHz734MHz–746MHzFDD18815MHz–830MHz860MHz–875MHzFDD19830MHz–845MHz875MHz–890MHzFDD20832MHz–862MHz791MHz–821MHzFDD211447.9MHz–1462.9MHz1495.9MHz–1510.9MHzFDD223410MHz–3500MHz3510MHz–3600MHzFDDLTER9协议新增18-21频段，R10协议新增22频段频段：3GPP规定的TDD工作频段E-UTRABandUplinkDownlinkDuplexMode331900MHz–1920MHz1900MHz–1920MHzTDD342010MHz–2025MHz2010MHz–2025MHzTDD351850MHz–1910MHz1850MHz–1910MHzTDD361930MHz–1990MHz1930MHz–1990MHzTDD371910MHz–1930MHz1910MHz–1930MHzTDD382570MHz–2620MHz2570MHz–2620MHzTDD391880MHz–1920MHz1880MHz–1920MHzTDD402300MHz–2400MHz2300MHz–2400MHzTDD412500MHz—2690MHz2500MHz—2690MHzTDD423400MHz—3600MHz3400MHz—3600MHzTDD433600MHz—3800MHz3600MHz—3800MHzTDD44703MHz—803MHz703MHz—803MHzTDDLTER10协议新增Band42和Band43，主要用于英国，爱尔兰等国家。Band42-44都有100M带宽，可用作eRelay。帧结构：是LTETDD/FDD差异的核心DwPTS至少3个OFDM符号第三个符号中间72个RE发送P-SCH控制信道最多占两个符号，而普通子帧的控制信道最多可以占三个符号导频与普通子帧一样，如果导频符号在GP内，不发送物理层GP的作用：上下行传输时延、上下行收发转换时间、避免基站间干扰、与其它TDD系统兼容GP大小决定了TDD支持最大的小区半径的大小注：TDD小区真实的小区半径（除去可使用功控进行调整的）共有三个参数共同决定，三者取小，一个是上下行转换间的GP，第二个是preamble的接入格式（即大家所说的GT），第三个参数是prachcyclicshiftSpecial-subframeconfigurationDwPTSGPUpPTS最大小区半径03101107公里194142.8公里2103132.1公里3112121.4公里4121110.7公里539296.3公里693232.1公里7102221.4公里8111210.7公里物理层TDD下行子帧信道结构物理层下行信道差异TDD的上行信道配置FDD的上行信道配置上行信道配置物理层上行信道特性差异物理层上下行链路基本特性物理层主要流程及差异TDD上下行子帧比例MAC特性差异DRX流程上下行信道调度随机接入流程随机接入资源分配随机接入PreambleSounding参考信号资源配置PDCCH上行ULGrant调度指示HARQ通道数HARQ上行反馈时序HARQ下行反馈时序HARQ反馈：TDD中ACK与初传数据之间为变量，复杂度高根据协议，下行数据必须在上行子帧上反馈ACK/NACK，且与初传数据存在定时关系，以节省信令开销：FDD：上下行子帧配比固定，ACK与初传数据的间隔固定为4个TTITDD：上下行子帧配比不固定，4个TTI后不一定是期望的上行子帧，因此ACK与初传数据的时间间隔也是一个变量，如图：定时关系的不固定，增加了算法的复杂度和实现的难度下行HARQ反馈的最大时延是13个TTI，大大增加了HARQ进程的RTT，这对UE的物理层存储能力提出了极大的挑战同步：同步信号设计不同TDDFDDLTETDD和LTEFDD主同步信号（PSS）和辅同步信号（SSS）生成一样，传递信息一样LTETDD和LTEFDD帧结构中，同步信号的相对位置不同，FDD主辅同步信号是连续的，TDD主辅同步信号间隔了两个符号FDD中P-SCH在第0/5子帧的最后一个符号，S-SCH在第0/5子帧的倒数第二个符号；TDD中P-SCH在DwPTS的第三个符号，S-SCH在0/5子帧的最后一个符号利用主辅同步信号的相对位置不同，UE可以在小区搜索的初始阶段识别系统是FDD还是TDD小区基站间严格同步MIMO和BF的差异对比空间复用（MIMO）利用较大间距的天线阵元之间或赋形波束之间的不相关性，向一个终端/基站并行发射多个数据流，提高系统峰值吞吐量UE1Layer1,CW1,AMC1UE2Layer2,CW2,AMC2MIMO空间分集利用较大间距的天线阵元之间或赋形波束之间的不相关性，发射或接收一个数据流，避免单个信道衰落对整个链路的影响，提升链路可靠性codewordUE1User1Mod波束赋形（BeamForming）利用较小间距的天线阵元之间的相关性，通过阵元发射的波之间形成干涉，集中能量于某个（或某些）特定方向上，形成窄波束，对准特定用户，增大信噪比，提高边缘和平均吞吐量，扩展覆盖范围。需要利用TDD上下行使用相同频率，信道衰落一致的特点，并且四发射通道或八发射通道，才支持波束赋形FDD和TDD都支持只有TDD支持，因为上下行同频，信道具有互易性MIMO和BF主要是从下行方向提高容量。上行终端只支持单发，基站多天线接收可改善反向覆盖范围典型MIMO模式：2*2：双流：基站RRU双发，终端双收；2通道天线4*2，双流：基站RRU四发，终端双收；4通道天线4*4：四流：基站RRU四发，终端四收，4通道天线典型BF模式：单流BF：不依赖终端双流BF：不依赖终端FDD与TDD对天线的要求不同智能天线的原理智能天线的原理FDD非智能天线，宽波束TDD智能天线（4或8通道），波束赋形生成窄波束优势：MIMO效果最好，天线增益大，体积小，成本低，便于与2G/3G网络共天馈代价：波束赋形效果较差优势：

波束赋形（BeamForming）效果最好，代价：天线增益小2dB，天线体积大，成本高。（可通过两组双极化支持双流2*2MIMO）采用8通道天线，会进一步增加天面空间不足场景FDD与TDD共天馈的工程难度Beamforming原理与应用波束赋形（Beamforming）是一种下行多天线技术，基站在发射端对数据先加权再发送，形成窄的发射波束，将能量对准目标用户如图所示。波束赋形可以不利用终端来反馈所需信息，来波方向和路损信息可以在基站侧通过测量上行接受信号获得，并且不要求上行使用多根天线进行数据发送。该特性的益处：提高UE来波方向信噪比提升系统容量和覆盖范围。单流Beamforming传输模式是指在一块OFDM时频资源上传输一个数据流，适合于信道质量较差的情况。单流可以提升SNR从而获取分集增益，分集增益一般较小（1dB左右）以4天线为例，单流下行加权发送如所示：数据流S与4个权值w1~w4进行加权运算后，送到4个天线端口发射。Beamforming的分类（单流）Beamforming双流传输模式是指在一块OFDM时频资源上传输两个数据流，形成空间复用，适合于信道质量好的情况。以4天线为例，双流下行加权发送如所示。两个数据流S1、S2，每根天线有两个权值wi1，wi2。数据流S1与4个权值w11~w41进行加权运算，数据流S2与另外4个天线权值w12~w42进行加权运算，加权后的两个流相加，送到4个天线端口发射。Beamforming的分类（双流）Beamforming应用配置波束赋形天线前，对于交叉极化天线，需要了解天线端口编号与同极化的对应关系。4天线和8天线的天线振子单元与RRU端口的连接必须与图所示的连接保持一致。4天线交叉极化映射图4天线线阵极化映射图4天线圆阵同极化映射图8天线交叉极化映射图TDD和FDD在RRU射频双工方式的差异TD-LTE和LTEFDD在BBU等基带处理上，软硬件完全相同，可以共用；TDDRRU因为引入收发转换器，插损和噪声系数大于FDD，整体损失约1dB；TDDFDD发射和接收的双工方式不同RF+PA部分相同（有频段差异）数字中频基带处理CPRI数字中频基带处理CPRI基带处理