FDD-LTE(高速无线通讯标准)

2023-02-07 147阅读

温馨提示:这篇文章已超过541天没有更新,请注意相关的内容是否还可用!

FDD-LTE

高速无线通讯标准

长期演进技术(英语:LTE,LongTermEvolution)是电信中用于手机及数据终端的高速无线通讯标准,为高速下行分组接入(HSDPA)过渡到4G的版本,俗称为3.9G。该标准基于旧有的GSM/EDGE和UMTS/HSPA网络技术,并使用调制技术提升网络容量及速度。长期演进技术该标准由3GPP(第三代合作伙伴计划)于2008年第四季度于Release8版本中首次提出,并在Release9版本中进行少许改良。

世界第一张商用长期演进技术网络于2009年12月14日,由TeliaSonera电信在挪威奥斯陆和瑞典斯德哥尔摩提供服务。长期演进技术是给予拥有GSM/UMTS网络的运营商最平滑的升级路线,但因2008年美国高通公司宣布放弃EVDO的平滑升级版本超行动宽带(UltraMobileBroadband,UMB),使得拥有CDMA网络的运营商如美国VerizonWireless(于2010年铺设完成美国第一张大面积覆盖的长期演进技术网络)、中国电信和日本KDDI迁移至长期演进技术网络。

因此长期演进技术预计将成为第一个真正的全球通行的无线通讯标准,因为不同国家和地区的不同网络所使用的频段不同,只有支持多个频段的手机才可以实现“全球通行”。

中文名FDD-LTE
英文名Long Term Evolution
包括TD、FDD
相似度90%
演进线路GSM-->GPRS-->EDGE-->WCDMA
通常被称作3.9G

简介

FDD(频分双工)是该LTE技术的双工模式之一,应用FDD(频分双工)式的LTE即为FDD-LTE。由于无线技术的差异、使用频段的不同以及各个 厂家的利益等因素,FDD-LTE的标准化与产业发展都领先于TDD-LTE。FDD-LTE已成为当前世界上采用的国家及地区最广泛的,终端种类最丰富的一种4G标准。

特点

FDD模式的特点是在分离(上下行频率间隔190MHz)的两个对称频率信道上,系统进行接收和传送,用保证频段来分离接收和传送信道。

FDD模式的优点是采用包交换等技术,可突破二代发展的瓶颈,实现高速数据业务,并可提高频谱利用率,增加系统容量。LTE 4G网络从前几年开始便在世界范围内部署,而2014年12月工业和信息化部也向三大运营商发放了TD-LTE牌照,标志着中国也迈入了4G LTE时代。现阶段LTE的商用网络再全球范围内仍然是以FDD-LTE为主,不过随着网络建设的推进,用户和业务量也会增加,FDD-LTE网络的频率资源不足、容量不足等问题将会出现。因此TD-LTE网络的出现便能够较好缓解FDD频谱紧张的问题。

TD/FDD的融合组网已经基本确定为联通和电信的4G网络方式,现在FDD牌照还没有正式发放,但是这两家已经在秘密建设FDD网络。TD/FDD的融合组网将会成为未来的趋势,不过TD-LTE和FDD-LTE网络的频段、天线类型、覆盖特性和容量特性等方面仍然是存在差异,因此如何做好融合组网仍然极具挑战。

频率资源

TD-LTE牌照发放后,其频段规划也已经确定。目前TD-LTE频段的划分主要有1.8GHz、2.3GHz和2.6GHz三个,其中2.3GHz用于室内覆盖,而其余两者频段用于室外覆盖。中国移动由于是TD-LTE的最大推动者,因此其获得了1.8GHz和2.6GHz的优势频段。广覆盖以1.8GHz为主,能够减少基站建设,降低网络成本。而2.6GHz频段发挥其频谱资源优势,能够在热点区域做好容量吸收。

对于频率资源的争夺必然会成为运营商核心战争,同时也决定着融合组网的规模和方式。FDD-LTE网络目前预计会采用1.8GHz和2.1GHz两个频段,而根据国际上的组网经验和产业链的现状看,1.8GHz的成熟度较高,有望成为主流,不过需要注意的是1.8GHz可能会比较容易出现干扰,这需要运营商做好抗干扰工作。

终端选择

在TD/FDD融合组网后,对终端的要求便会更加高,需要考虑到国际漫游等问题,融合终端至少要求支持五模(TD-LTE、LTE FDD、GSM、WCDMA、TD-SCDMA、CDMA等),同时也有多模的要求,这样才能很好满足网络的需求。现在FDD频段有26,而TDD有12个,此外LTE频段离散、频段间跨距大,同时没有统一的漫游频段,因此未来终端的多模多频必将成为主流。

针对LTE的终端,中国移动已经提出五模十频的要求,这要比三模终端的实现难度更大,把很多芯片厂商都拒之门外。现在能实现这一要求的芯片厂商很少,只有高通、海思、联发科等几间,因此如果从芯片基带方面去考虑,融合组网对于终端的门槛是提高不少的。

TD/FDD的融合组网发展会成为趋势,一方面是由于随着用户数和数据业务的需求激增,FDD-LTE的频率资源不足问题将会凸显,而TD-LTE拥有相对充足的频率资源可以缓解这一情况。另一方面TD-LTE网络也有优势的地方,刚好与FDD-LTE网络互补。虽然TD-LTE网络再产业链等发展方面仍然与FDD-LTE有差距,但是随着融合组网的推进,必然会逐步把困难解决。

网络部署

融合组网建设开端,首先一定会遇到两种制式如何部署的问题,因为只有合理的定位才能把经济效益发挥的最高。通过国际上的案例来看,一般按照工作频率来确定网络的部署。较低工作频段的网络需要发挥其广覆盖的性能优势,而频段较高的网络便需要用于热点区域的业务吸收。

现阶段中国只有TD-LTE的牌照,因此可以重点把TD-LTE网络建设在数据需求大的城区,同时一般的城区、重点乡镇的覆盖也可以用到。可以预计,未来随着混合组网的推进,TD-LTE主要还是工作在2GHz以上的高频段,而FDD-LTE则运行在1.8GHz频段,长远来看FDD-LTE还是适合用于广覆盖,而TD-LTE则用于数据热点容量的吸收。甚至还可以预计,GSM承载着语音通信,但是因为其本身技术的局限,对数据的承载能力弱,相信会在未来逐渐退出。其900MHz的低频段可以用于FDD网络的建设,充分发挥其广覆盖的优点。

比较

频分双工(FDD)和时分双工(TDD)是两种不同的双工方式。FDD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。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。

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。

虽然FDD-LTE网络依然是主流,但是TD-LTE也有其优点。

覆盖上,FDD要优于TD,这是根据频段的分配,TD-LTE网络工作频段要高于FDD-LTE网络,所以TD-LTE的覆盖能力要弱于FDD-LTE。此外信噪比也会有一定的影响覆盖。TD-LTE网络采用8天线组网,而FDD-LTE主要采用2天线组网,前者得到的信号增益要比后者多。

基本来说,中国频段的分配情况基本与国际接轨,TD-LTE工作在2.6GHz以上频段,而FDD-LTE目前尚未正式发牌,频段还没有最终确定,但很大可能是1.8GHz和2.1GHz,因此FDD得覆盖性能理所当然要优于TD-LTE网络。

此外在容量性能上,FDD对比TD还是有一定的优势,但差距比较有限。容量的差异主要表现小区平均吞吐量、小区边缘吞吐量、同时在线用户数、同时调度用户数等方面,而TD-LTE/FDD-LTE的上下行网络容量上各有优势,其次在同时在线用户数、同时调度用户数性能上也接近,最后FDD的小区吞吐量要大于TD-LTE网络,但不会太大。

中国试点

2014年8月26日消息,工业和信息化部部长苗圩在2014互联网大会现场接受采访时表示,LTE-FDD与TD-LTE混合组网在全国的商用推广计划目前尚无时间表。苗圩说,具体何时在全国范围内发放LTE-FDD与TD-LTE的4G混合组商用牌照(或批文)还要看目前试点城市的试验情况。

2014年6月27日,工业和信息化部向中国联通和中国电信发放LTE-FDD试验的批文,允许中国联通和中国电信在内地16个重点城市开展LTE-FDD与TD-LTE的融合组网试验并提供相应的4G服务。

根据工业和信息化部规划,中国电信可以在在上海、成都、南京、合肥、石家庄、郑州、南昌、南宁、深圳、杭州、重庆、西安、济南、武汉、兰州、海口等16个城市开展LTE-FDD试点。中国联通的LTE-FDD试商用城市包括上海、成都、南京、石家庄、郑州、深圳、杭州、重庆、济南、武汉、哈尔滨、沈阳、太原沈阳、长沙、福州、广州等16个城市。

参考资料

1.长期演进技术 LTE·IC智库

2.电信联通上马FDD-LTE 4G标准 中国4G移动通信暗战初起?·EDN电子技术设计

目录[+]