LTE-TDD与LTE-FDD区别和应用论文_蔡玉瑶

LTE-TDD与LTE-FDD区别和应用论文_蔡玉瑶

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摘要:随着社会的不断进步,中国的通信技术也随之迅速发展。无线通讯技术出现了许多新的特性,像移动化、宽带化以及IP化,因此,中国的通信技术在社会发展上占有很重要地位。4G技术已占主导地位,4G指的是第4代移动通讯技术,它分为LTE-TDD与LTE-FDD两种形式。本文试着结合中国现有的移动通讯技术,区别TDD与PDD在技术上的不同之处。

关键词:LTE;TDD;FDD

Long Term Evolution是LTE的英文全称,它是一项经过了很长时间不断进化的技术。LTE在技术上是3.9G,实际上我们称它为4G。原因就是它具有100Mbps的数据下载能力,比现在的3G网速快10倍左右。它还是3G技术像4G技术改进的重要过程。LTE改进的最终目的是为了在获取数据上速度达到最快,使用成本达到最低,系统空间容量达到最大,进而促使LTE技术得到更广泛的应用。

一、LTE-TDD与LTE-FDD的区别

1.LTE-TDD和LTE-FDD都是4G网络

LTE-TDD是时分双工,指的是接收信号和发送信号在相同的信号道下来完成,但是接收信号和发送信号的时间会有些差别;LTE-FDD是频分双工,指的是采取两个左右相等的信号道来分别发送和接收信号。简单来说,TDD是单向,FDD是双向。现在FDD的覆盖范围达到多个国家,在国际上是通用的。

2.从工作原理上来区别TDD与FDD

从工作原理上来讲,FDD与TDD两者之间的双工形式是有所不同的。FDD是在分隔的两个不同线路上来进行接收信息和发送信息,FDD采取的两个信道通常情况下是相同的频率,根据频率来将上下行链路进行分辨,它单方向的信息在时间上不是断断续续的。

FDD在支持两个左右相等的作业时,能够充分的运用上下行的振幅和频率,反之,则下降。

在TDD通信技术中,接收信息和发送信息是在相同的频率信号道不同的时间段来进行完成。因此,TDD可以通过时间来对接收信息与发送信息作出相应的判断,它单方向的信息来源在时间上是间断的,时间资源在不同一个方向上进行了分派。一段时间内由基站将信号传送给移动台,另一个固定的时间里由移动台将信号传送给基站,基站和移动台务必一致方能成功完成任务。

3.LTE系统设计帧结构的不同

FDD与TDD在设计帧结构方面是有所不同的。在FDD的设计帧结构中,由10个子帧组成,每个子帧中会存在两个时间隙,每个时间隙会有规定的尺寸,大约控制在0.5ms长左右。而在TDD设计帧结构中,由10个子帧组成10ms的无线帧,在每个10ms无线帧中包含两个半帧,大约尺寸控制在5ms左右,每个半帧都是由四个数据子帧和一个特殊的子帧构成。因为FDD帧结构和TDD帧结构的不相同,LTE-TDD系统拥有一些特有技术。

(1)下载和上传数据的配比,TD-LTE中支持不同时间段的下载和上传数据配比,下载和上传数据的时间比不一定是“1:1”,它可以依据不同的作业形式,调节下载和上传数据的时间配比,来完成下载和上传数据不对称的作业需求。

(2)特殊时间间隙的运用,为了缩减网络的经费,LTE-TDD准许应用特殊时间间隙下行导频和上行导频传输系统操纵信息。在FDD中所应用的数据子帧下行导频和上行导频传输系统对于TDD所应用的数据子帧下行导频和上行导频传输系统来说相对比较普通。因此,在通信技术系统中,TDD系统相对来说应用较为广泛。

(3)多子帧反馈,对比FDD,TDD格式不一定是1:1的上下载和上传数据配比。当下载的子帧比传输数据的子帧多的时候,就会有一个传输数据的子帧对应多个下载的子帧,TD-LTE提出的解决措施有:multi-ACK/NAK,当传输数据的子帧比下载的子帧多时,就出现一个下载的子帧调度多个传输数据的子帧的情形。

(4)同步信号的设计。除去TDD本身有的下载和传输数据转换等,FDD帧结构和TDD帧结构之间存在最大的区别就是同步信号的地点不同。在TDD帧结构中,PSS是下行导频字符的第三个,SSS是5ms首个子帧字符的最后一个;而在FDD帧结构中,5ms首个子帧内前一个时隙的最末两个字符是主同步信号以及次同步信号。TDD还是FDD终端能够在小区查找最开始阶段分辨系统。

二、LTE-TDD与LTE-FDD的应用

LTE-TDD在帧结构、物理层技术、无线资源配置等方面都有属于自己的工作特点,与LTE-FDD比较,它有自己独特的优势,但是也存在着不足的地方。

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(1)频谱配置

在通信技术的领域中,频段指的是电磁波频率的范围。然而,频段资源是无线通讯中非常珍贵的资源,伴随着移动通信技术的发展,相对应的行业对频段的需求量也在日益增加。现存的通讯系统GSM900和GSM1800都采取的是FDD双工方式,它不仅在频段资源中占了大部分,还有一小部分频段资源因为不能应用于FDD而被搁置,浪费了频谱资源。因为在TE TDD系统中出现的频率不需要是双工的,所以能够在LTE TDD系统不轻易使用的零碎的频段迅速又便捷的安装上,具备一定的频谱灵敏性要达到一定的标准,使频谱的利用率可以达到最大值。

(2)支持非对称业务

未来的移动通讯系统发展过程中,它除了包括语音业务还要加入数据和多媒体业务,并且文件的传送和多媒体业务往往具备下载和上传数据的不相对称的性能。LTE -TDD系统在支持不对称作业方面具备一定的灵敏性。依据TDD帧结构的特征,LTE-TDD系统能够依据作业种类的灵敏度分配LTE-TDD帧的下载和上传数据配比。如浏览网页,下载数据量比上传数据的量多时,系统能够依据业务量的解析,分配下载帧比上传数据帧多。然而在供应传统的语音作业时,系统能够分配下载的帧与上传数据的帧相同。

在FDD系统中,非对称作业的完成会浪费一定数量的上传数据信道资源,相比较TDD系统,能更好的支配不同种类的作业,避免资源。

(3)智能天线的使用

近几年来,智能天线受到大多人的高度重视,将会是未来网络发展最重要的一部分。它能够减少多个网址的干扰,使系统的吸纳和释放的容量增多。在LTE-TDD系统中,上传数据和下载的路径拥有共同的频率,并且它们中间相隔的时间比较短,比信道想干时间还短,链路无线传送的情境变化不大,在运用赋形算法时,上传数据和下载能够运用相同路径上的值。然而,FDD系统上传数据和下载的路径发出的信号遭受无线环境的影响造成受频率选择性衰退,依据上传数据路径计算得出的权数可以间接的运用到下载路径中。所以,TDD系统能够最大限度的减少移动终端的处理繁琐性。

此外,在LTE-TDD系统中,由于上传数据和下载数据的传输媒介是相同的,基站的信息接收和发送时可以使用同一个少数射频单元,从而就可以大大减少基站的制造成本

(4)与中国3G网络共存

TDD系统又有一个FDD系统没发超越的优点,就是TDD系统可以跟3G网络系统共同存在。从目前的通讯设备来看,数据的传输速度已经不能够满足广大用户对网络的要求。运营商务必超前完成现有的通讯系统向B3G/4G系统的转变,要求在进行全面发展的同时,还要进行保护原有的资源。DD帧结构是在3G帧结构的基础上,可以更好的完成TDD系统与3G网络系统的共融。

(5)LTE-TDD的不足

根据LTE-TDD在同一帧中分为上传数据的路径和下载数据的路径,系统设计比较繁琐,对设备的需求变高,存在着少数缺点:

①传送信号使用保护间隔减少了频谱的使用率,尤其是使用长CP大面积覆盖时,就会浪费频谱资源。

②在使用HARQ技术时,FDD控制信号的方法相对来说要比TDD控制信号的方法简单很多,它的平均RTT比TDD的多8ms。

为了弥补TDD系统的不足,它采取了一些先进的技术,如TDD支持小区内采用相对来说短一些的PRACH,以此可以使频谱的使用率大大提高。

三、总结

TDD双工方式具有频谱配置,频谱的使用率相对来说十分广泛,上传数据和下载数据信道的可以互相提供便利,可以保证下一代移动通讯系统对宽带的需求及频率分配不集中的趋向,对中国的通信技术产生很重要影响,在中国的通信技术上也将会被受到高度重视。而FDD支配时要求有两个独立的信道,一个用来下载数据,另一个用来上传数据。随着国际市场的扩展和对技术的深入交流,TDD将会成为主要技术在无线通讯系统中。

参考文献:

[1]周广琪,段红梅,王加义.中国移动LTE-TDD/FDD融合发展路径探讨[J].移动通信,2014,38(15):19-23.

[2]高頔.LTE-FDD与LTE-TDD混合组网研究[J].电信技术,2014(06):66-68.

[3]王雯健,王天敏,王楠.TDD-LTE与FDD-LTE技术比较[J].信息通信,2013(08):193-194.

论文作者:蔡玉瑶

论文发表刊物:《基层建设》2018年第21期

论文发表时间:2018/8/13

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