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4G百科:LTE-FDD和LTE-TDD的区别

 我乐享 2014-09-14

3月18日,中国联通在深圳举办2014年中国联通合作伙伴大会,宣布中国联通启动4G商用,是国内最后一个宣布4G商用的运营商。至此,标志着中国正式步入4G商用元年。对于很多网友而言,可能对于4G网络中常用专业术语并不是很了解,那么,天极网4G频道就给大家简单科普一下,相信看完这些知识,让4G小白秒变行业专家。

4G百科:LTE-FDD和LTE-TDD的区别LTE-FDD和LTE-TDD的区别

  什么是4G/LTE-FDD/LTE-TDD

  4G故名思议就是第四代移动电话行动通信标准,指的是第四代移动通信技术,包括TD-LTE和FDD-LTE两种制式。那么我们所说的LTE又是什么意思呢?LTE即长期演进技术,是英文Long Term Evolution的缩写。LTE在技术上被认为是3.9G。但是我们通常还是把它们称为4G,因为它们具有100Mbps的数据下载能力(指cat3下行带宽),是现在3G网速的10倍左右。同时也是3G向技术4G演进的关键过程。

  LTE标准由TDD和FDD两种不同的双工模式组成,TDD代表时分双工,也就是说上下行在同一频段上按照时间分配交叉进行;而FDD则是上下行分处不同频段同时进行。这两种制式虽然名义上是由TD-SCDMA和WCDMA演进而来,但实际上LTE(包括TDD和FDD)采用的是OFDM(正交频分复用)方式调制下行,SC-OFDM(单载波正交频分复用)。这已经和3G时代的标准天差地别了,其所继承的,你甚至可以认为只是时分与频分两种双工模式罢了。

  同时,这两种制式,都采用了MIMO(多发多收)天线技术,并且也都能支持1.4、3、5、10、15 和20 MHz信号带宽,支持对已使用频率资源的重复利用。

  总的来说,LTE具备高速上下行,高效频谱利用率,系统布置灵活,无线接入延时更低等优点。其表现是,下载快了,信号好了,玩游戏ping低了,某些场合你不用拉有线宽带了。

  LTE-FDD和LTE-TDD的区别

  这两种制式的不同点,也是各自的优缺点在于,TDD因为上下行在同一频段上,所以可以更好利用频谱资源,更易于布置;而FDD因为上下行在不同频段同时进行,各行其是,所以数据传输能力更强,可是也对频谱资源的要求更高!在频谱资源日益紧张的今天,这是一件让所有运营商都蛋疼的事情。

  如果FDD理论下行速度会快一些,这就让很多潜在4G用户心动,并且下定决心用联通的LTE-FDD,小编在此保持沉默,毕竟FDD并没有放牌商用。其实一张网络好坏,并不是看理论速度就行了的,还要看覆盖质量,用户承载能力,实际传输速度等。毕竟理想是丰满的,现实是骨干的。大规模商用以后,用户使用量大,实际下行带宽估计都是半斤八两,再宽的马路都会有早晚高峰的时候,同样的道理,再宽的带宽也经不起大规模种子下载。

  目前来看,工信部给中国移动分配了130Mhz的TDD-LTE带宽使用,可以覆盖更多移动客户,提供更好的接入服务,而移动的布局策略就是低发射功率,高覆盖密度,他们所使用射频模块也从最初的8天线,每天线5W,发展到了现在的8天线,每天线20W。最起码现阶段的表现还是给力的,2014春节期间,许多小县城就已经具备移动4G网络了。从当前的现状来看,中国移动在未来4G竞争方面并不占下风。

  什么时候用FDD-LTE

  现在中国电信和中国联通均已经宣布4G数据业务商用,而中国联通现在名义上TD-LTE商用,实际上还是会在热点地区采用TDD覆盖,本身从技术层面来讲,中国联通只需要升级现有基站模块就能轻松过度到FDD,目前,FDD牌照迟迟不发,业内人士猜测,主要是为了平衡三大运营商的竞争格局,给中国人自己主导的4G标准TD-LTE足够的发展空间。

4G百科:LTE-FDD和LTE-TDD的区别
4G长期演进图

  但是,FDD毕竟是目前世界上最成熟的4G标准,随着4G商用的全面启动,FDD放牌是势在必行,工信部有可能在三季度正式发放FDD牌照。随着VOLTE日趋成熟,原本2G/3G的语音承载能力也就不是那么重要了,然后运营商会加大LTE网络覆盖能力,并且逐步关停2G/3G网,以期降低运营维护成本,其占用的频段可能会随着该网络的关停而让出来,甚至会出现只剩下LTE网络的局面。在可预见的未来1-2年里,LTE会在全球进入快速发展期,而在3-5年后,LTE网络将进入成熟期,并且催生更高效的网络制式。

    实际上,目前国内销售的一些4G终端都已经支持FDD-LTE网络,而中国移动也宣称将采购4G终端标准提升为五模十频,可以说技术上已经已经不再是中国FDD-LTE模式4G网络绊脚石,用户和运营商只需静静的等待工信部正式下发FDD-LTE牌照,可谓“万事具备,只欠牌照了”


补充:

我们知道FDD和TDD分别是频分双工和时分双工的英文缩写。FDD系统是指系统的发送和接收数据使用不同的频率,在上行和下行频率之间有双工间隔,如GSM、CDMA、WCDMA系统都是典型的FDD系统;时分双工系统则是系统的发送和接收使用相同的频段,上下行数据发送在时间上错开,通过在不同时隙发送上下行数据可有效避免上下行干扰,如TD-SCDMA就是TDD系统。那么,TDD和FDD之间有什么区别之处呢?

       下面,我们分别列出两者的优缺点(以FDD来对比说明)

  (1)使用TDD技术时,只要基站和移动台之间的上下行时间间隔不大,小于信道相干时间,就可以比较简单的根据对方的信号估计信道特征。而对于一般的FDD技术,一般的上下行频率间隔远远大于信道相干带宽,几乎无法利用上行信号估计下行,也无法用下行信号估计上行;这一特点使得TDD方式的移动通信体制在功率控制以及智能天线技术的使用方面有明显的优势。但也是因为这一点,TDD系统的覆盖范围半径要小,由于上下行时间间隔的缘故,基站覆盖半径明显小于FDD基站。否则,小区边缘的用户信号到达基站时会不能同步。

  (2)TDD技术可以灵活的设置上行和下行转换时刻,用于实现不对称的上行和下行业务带宽,有利于实现明显上下行不对称的互联网业务。但是,这种转换时刻的设置必须与相邻基站协同进行。

  (3)与FDD相比,TDD可以使用零碎的频段,因为上下行由时间区别,不必要求带宽对称的频段。

  (4)TDD技术不需要收发隔离器,只需要一个开关即可。

  (5)移动台移动速度受限制。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,因此必须要求移动速度不能太高。例如在使用了TDD的TD-SCDMA系统中,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。一般TDD移动台的移动速度只能达到FDD移动台的一半甚至更低。

  (6)发射功率受限。如果TDD要发送和FDD同样多的数据,但是发射时间只有FDD的大约一半,这要求TDD的发送功率要大。当然同时也需要更加复杂的网络规划和优化技术。

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