LTE FDD和LTE TDD的联合组网

LTEFDD和LTETDD的联合组网一、概述目前已经得到国际电联审核批准的基于LTE的4G标准有两个，分别为LTEFDD和LTETDD。在我国，频谱资源是十分有限的，并且多媒体业务发展迅猛，网络的需求量越来越大，这两种网络同时存在时不可避免的，通过深入的研究这两个不同的双工模式网络的特点，可以更好的完善我们的LTE网络。FDD和TDD两者有诸多的相同之处，但仍然存在一些较为明显的差别，利用这些不同点可以有效的联合组网，提高网络容量的同时，又对各自的缺点形成互补。二、FDD和TDD的工作原理首先，两者的工作的双工方式不同，LTEFDD采用的是频分双工，而LTETDD采用的是时分双工。两种双工方式的原理如下图所示：FDU彩皆ALJ«■时倒上Hr上I」HjFDD是在分离的两个对称频率信道上进行接收和发送，用保护频段来分离接收和发送信道。FDD必须采用成对的频率，依靠频率来区分上下行链路，其单方向的资源在时间上是连续的°FDD在支持对称业务时，能充分利用上下行的频谱，但在支持非对称业务时，频谱利用率将大大降低。而目前的网络中用户使用的业务大多是非对称业务，下行（下载）的时间比较多，而上行（上传）的时间很少，所以存在资源利用率不高的问题。TDD用时间来分离接收和发送信道。在TDD方式的移动通信系统中，接收和发送使用同一频率载波的不同时隙作为信道的承载,其单方向的资源在时间上是不连续的，时间资源在两个方向上进行了分配。某个时间段由基站发送信号给移动台，另外的时间由移动台发送信号给基站，基站和移动台之间必须协同一致才能顺利工作。三、FDD和TDD对比的优缺点1、为了建立起上行和下行的通道，FDD通过频率来分割，并且两个频率共同工作，而TDD只用一个频率，既负责上传，又负责下载，只能通过时间来控制，从使用者的直观感受上FDD的网速比TDD的快一些。从理论设计的角度出发，LTEFDD最大下行速度为150Mbps，而LTETDD最大下行速度为100Mbps。2、FDD系统上下行频率相互分开，而TDD系统上下行共用频率资源，上行容易受限，因此TDD基站的覆盖范围明显小于FDD基站；3、TDD双工的方式时间资源分别分配给上行和下行，从统计上说TDD双工方式的用于发射信号的时间大约是FDD的左右，如果TDD要发送和FDD同样多的数据，需要增大TDD的发送功率；4、TDD系统收发信道同频，虽然在设计上预留保护带来减少干扰，但系统内和系统间存在干扰的可能性仍然较大；5、FDD是连续控制的系统，TDD是时间分隔控制的系统。在高速移动时，多普勒效应会导致快衰落，速度越高，衰落变换频率越高，衰落深度越深。在目前芯片处理速度和算法的基础上，当数据率为144kb/s时，TDD的最大移动速度可达250km/h，与FDD系统相比，还有一定差距。6、FDD使用的频率资源固定，非对称业务会造成频谱利用率不高，而TDD由于利用时间来区分不同的用户，虽然为了避免干扰，需要预留较大保护带，也消耗一些资源，但整体的频谱利用率仍然较高。7、TDD可以通过调整上下行时隙转换点，增加下行时隙比例，更大程度的充分利用资源来更好的支持非对称业务，而FDD系统对于对称业务和非对称业务分配方式是相同的，所以当非对称业务使用率较高时，频谱的利用率相对偏低一些；8、TDD系统具有上下行信道互惠性，能够更好的采用传输预处理技术，如预RAKE技术、联合传输(JT)技术、智能天线技术等，能有效地降低移动终端的处理复杂性。9、TDD的基站的接收和发送可以共用部分射频单元，不需要收发隔离器，一定程度上降低了设备的复杂度和成本；四、FDD和TDD的适用范围1、由于TDD系统在上行方面存在受限，基站覆盖范围一般小于FDD系统，对于广域覆盖FDD系统较为适合，因为TDD系统需要比FDD建设更多基站，成本投入较大。2、采用FDD系统多是连续控制，适应于大区制的国家和国际间覆盖漫游，因为目前大多数国家开通的是FDD系统。3、采用TDD系统多是时间分隔控制，适用于城市及近郊等高密度地区的局部覆盖和对称及不对称数据业务。特别是它的不对称传输数据的功能，尤为适合接入基于IP的各种数据业务。因为，在Internet的数据传输过程中，往往要求下行速率远大于上行速率。4、TDD模式由于在交叉时隙干扰、操作干扰、转接时延以及发送信道状态信息超时等方面还存在诸多的不足，FDD模式更适合大区域的整体覆盖来更好的保证使用质量。五、FDD和TDD联合组网FDD和TDD在技术特点上各有各的优势，两者间基础技术非常相似。有专家表示，TD-LTE和LTEFDD完全可以看作一个系统，仅是在业务实现上有一定的技术区别。中国是移动用户最多的国家，频谱资源日益短缺是移动网络建设迫切需要解决的第一问题。目前FDD频谱资源相对紧张，而TDD频谱资源相对丰富。而理论研究和现场实验均证明，TDD模式的无线接入系统适合于微小区、业务量繁忙、上下行业务不对称的环境，可以有效的对FDD模式的网络形成补充。国际上有了将FDD和TDD混合组网的模式，发挥两者各自长处，FDD用于广域覆盖，TDD用于热点区域覆盖。随着多媒体业务的快速发展，多媒体业务的越来越多，并且常常是上下行流量不对称，对于密集用户区域用FDD模式提供这些业务，会造成上行带宽资源的浪费；另外一些新的特殊业务如上传流量需求量较大，同样会造成下行带宽资源的浪费。TDD模式上下行信道不固定，可以通过调整时隙交换点自动根据上下行数据流量来动态分配上下行信道的容量，因此非常适合用于非对称的通信业务。所以在一些用户十分密集，并且对于多媒体业务有较高需求的区域，可以利用TDD模式的基站来补充，分担网络的流量