寫在前面

　　LTE FDD和TD-LTE融合發(fā)展是國(guó)際趨勢(shì)，中國(guó)4G也必將走融合之路，只有TDD/FDD互補(bǔ)才能使LTE更加良性的生長(zhǎng)。作為移動(dòng)通信的基礎(chǔ)，頻譜資源的分布情況，決定了“融合”將成為全球電信運(yùn)營(yíng)商的必然選擇——在大大小小的會(huì)議和公眾場(chǎng)合，工信部部長(zhǎng)苗圩對(duì)于“中國(guó)4G應(yīng)該如何發(fā)展？”的回答始終未曾改變。

　　全世界都在講融合，那么，究竟何為融合？TDD/FDD融合組網(wǎng)又有什么優(yōu)勢(shì)？本期，我們就一起來(lái)科普。老規(guī)矩，不對(duì)的地方還有需要補(bǔ)充的地方還望大家指出，太平洋水深，分享光榮。

　　■TDD和FDD是什么

　　LTE系統(tǒng)有兩種模式，即FDD（Frequency Division Duplexing，頻分雙工）和TDD（Time Division Duplexing，時(shí)分雙工），一般用LTE FDD（寫法不一，F(xiàn)DD LTE，F(xiàn)DD-LTE都代表頻分嗎模式）和TD-LTE來(lái)區(qū)別兩種不同的系統(tǒng)模式。

　　■TDD和FDD的工作原理

　　頻分雙工（FDD） 和時(shí)分雙工（TDD）是兩種不同的雙工方式。如下圖所示，F(xiàn)DD是在分離的兩個(gè)對(duì)稱頻率信道上進(jìn)行接收和發(fā)送，用保護(hù)頻段來(lái)分離接收和發(fā)送信道。FDD必須采用成對(duì)的頻率，依靠頻率來(lái)區(qū)分上下行鏈路，其單方向的資源在時(shí)間上是連續(xù)的。FDD在支持對(duì)稱業(yè)務(wù)時(shí)，能充分利用上下行的頻譜，但在支持非對(duì)稱業(yè)務(wù)時(shí)，頻譜利用率將大大降低。

　　TDD用時(shí)間來(lái)分離接收和發(fā)送信道。在TDD 方式的移動(dòng)通信系統(tǒng)中，接收和發(fā)送使用同一頻率載波的不同時(shí)隙作為信道的承載，其單方向的資源在時(shí)間上是不連續(xù)的，時(shí)間資源在兩個(gè)方向上進(jìn)行了分配。某個(gè)時(shí)間段由基站發(fā)送信號(hào)給移動(dòng)臺(tái)，另外的時(shí)間由移動(dòng)臺(tái)發(fā)送信號(hào)給基站，基站和移動(dòng)臺(tái)之間必須協(xié)同一致才能順利工作。

　　原理有些晦澀，普通用戶也不必深究。知道了TDD和FDD的概念，再來(lái)看所謂的TDD/FDD融合組網(wǎng)究竟是什么。

　　■TDD/FDD融合組網(wǎng)是什么

　　最直白的解釋就是，在適合/需要TDD作覆蓋的區(qū)域部署TD-LTE網(wǎng)絡(luò)，在適合/需要FDD作覆蓋的區(qū)域部署LTE FDD網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)資源互補(bǔ)，靈活部署。這不僅能夠應(yīng)用在城鎮(zhèn)/農(nóng)鄉(xiāng)，亦能應(yīng)用到同一區(qū)域，實(shí)現(xiàn)零散頻譜的聚合利用。此外，制式切換時(shí)，多模終端也可自動(dòng)匹配進(jìn)行無(wú)縫連接。

　　目前，4G的組網(wǎng)方式大體就以下三種：

　　1、松耦合模式：FDD LTE與3G結(jié)合，支持雙模。TD-LTE作為獨(dú)立網(wǎng)絡(luò)，不進(jìn)行和LTE FDD、3G之間的互通，僅用于offload，作用類似于Wi-Fi

　　2、緊耦合模式：TD-LTE和LTE FDD分別與3G結(jié)合，支持雙模。但TD-LTE和LTE FDD之間可以進(jìn)行互通，獨(dú)立建網(wǎng)

　　3、融合模式：TD-LTE和LTE FDD融合組網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)PS handover（分組業(yè)務(wù)切換），打造Single EPC（統(tǒng)一核心網(wǎng)）甚至Single RAN（統(tǒng)一移動(dòng)回傳網(wǎng)）

　　TDD/FDD就屬于第三種模式，它的好處其實(shí)很明顯：因?yàn)長(zhǎng)TE FDD的頻譜資源稀缺，而TD-LTE的頻譜資源豐富，為了突破FDD后期部署瓶頸，采取混合組網(wǎng)方式，從而提高頻譜利用率，兩個(gè)制式還可做負(fù)載均衡，提高網(wǎng)絡(luò)可用性和基礎(chǔ)性能。

　　■TDD和FDD的優(yōu)劣勢(shì)（TDD視角，對(duì)比FDD）

　　1、使用TDD技術(shù)時(shí)，只要基站和移動(dòng)臺(tái)之間的上下行時(shí)間間隔不大，小于信道相干時(shí)間，就可以比較簡(jiǎn)單的根據(jù)對(duì)方的信號(hào)估計(jì)信道特征。而對(duì)于FDD技術(shù)，一般的上下行頻率間隔遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于信道相干帶寬，幾乎無(wú)法利用上行信號(hào)估計(jì)下行，也無(wú)法用下行信號(hào)估計(jì)上行；這一特點(diǎn)使得TDD方式的移動(dòng)通信體制在功率控制以及智能天線技術(shù)的使用方面有明顯的優(yōu)勢(shì)。但也是因?yàn)檫@一點(diǎn)，TDD系統(tǒng)的覆蓋范圍半徑要小，由于上下行時(shí)間間隔的緣故，基站覆蓋半徑明顯小于FDD基站。否則，小區(qū)邊緣的用戶信號(hào)到達(dá)基站時(shí)會(huì)不能同步。

　　2、TDD技術(shù)可以靈活的設(shè)置上行和下行轉(zhuǎn)換時(shí)刻，用于實(shí)現(xiàn)不對(duì)稱的上行和下行業(yè)務(wù)帶寬，有利于實(shí)現(xiàn)明顯上下行不對(duì)稱的互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)。但是，這種轉(zhuǎn)換時(shí)刻的設(shè)置必須與相鄰基站協(xié)同進(jìn)行。

　　3、與FDD相比，TDD可以使用零碎的頻段，因?yàn)樯舷滦杏蓵r(shí)間區(qū)別，不必要求帶寬對(duì)稱的頻段。

　　4、TDD技術(shù)不需要收發(fā)隔離器，只需要一個(gè)開關(guān)即可。

　　5、移動(dòng)臺(tái)移動(dòng)速度受限制。在高速移動(dòng)時(shí)，多普勒效應(yīng)會(huì)導(dǎo)致快衰落，速度越高，衰落變換頻率越高，衰落深度越深，因此必須要求移動(dòng)速度不能太高。例如在使用了TDD的TD-SCDMA系統(tǒng)中，在目前芯片處理速度和算法的基礎(chǔ)上，當(dāng)數(shù)據(jù)率為144kb/s時(shí)，TDD的最大移動(dòng)速度可達(dá)250km/h，與FDD系統(tǒng)相比，還有一定差距。一般TDD移動(dòng)臺(tái)的移動(dòng)速度只能達(dá)到FDD移動(dòng)臺(tái)的一半甚至更低。

　　6、發(fā)射功率受限。如果TDD要發(fā)送和FDD同樣多的數(shù)據(jù)，但是發(fā)射時(shí)間只有FDD的大約一半，這要求TDD的發(fā)送功率要大。當(dāng)然同時(shí)也需要更加復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和優(yōu)化技術(shù)。

　　■TDD和FDD的優(yōu)劣勢(shì)（TDD/FDD融合角度）

　　TDD雙工方式的工作特點(diǎn)使TDD具有如下優(yōu)勢(shì)：

　　1、能夠靈活配置頻率，使用FDD系統(tǒng)不易使用的零散頻段；

　　2、可以通過(guò)調(diào)整上下行時(shí)隙轉(zhuǎn)換點(diǎn)，提高下行時(shí)隙比例，能夠很好的支持非對(duì)稱業(yè)務(wù)；

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

　　4、接收上下行數(shù)據(jù)時(shí)，不需要收發(fā)隔離器，只需要一個(gè)開關(guān)即可，降低了設(shè)備的復(fù)雜度；

　　5、具有上下行信道互惠性，能夠更好的采用傳輸預(yù)處理技術(shù)，如預(yù)RAKE技術(shù)、聯(lián)合傳輸（JT）技術(shù)、智能天線技術(shù)等，能有效地降低移動(dòng)終端的處理復(fù)雜性。

　　但是，TDD雙工方式相較于FDD，也存在明顯的不足：

　　1、由于TDD方式的時(shí)間資源分別分給了上行和下行，因此TDD方式的發(fā)射時(shí)間大約只有FDD的一半，如果TDD要發(fā)送和FDD同樣多的數(shù)據(jù)，就要增大TDD的發(fā)送功率；

　　2、TDD系統(tǒng)上行受限，因此TDD基站的覆蓋范圍明顯小于FDD基站；

　　3、TDD系統(tǒng)收發(fā)信道同頻，無(wú)法進(jìn)行干擾隔離，系統(tǒng)內(nèi)和系統(tǒng)間存在干擾；

　　4、為了避免與其他無(wú)線系統(tǒng)之間的干擾，TDD需要預(yù)留較大的保護(hù)帶，影響了整體頻譜利用效率。

　　一句話簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)：FDD LTE是全球兩大4G制式之一，比TD-LTE研發(fā)更早，技術(shù)更成熟，終端更豐富，與FDD LTE對(duì)比，TD-LTE省資源，F(xiàn)DD速度快；TD-LTE適合熱點(diǎn)區(qū)域覆蓋，F(xiàn)DD適合廣域覆蓋。

　　實(shí)際上，理解了上面這些，你就會(huì)發(fā)現(xiàn)LTE TDD/FDD融合組網(wǎng)的優(yōu)勢(shì)和必要性了。