LTE与FDD—LTE异同点分析

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王洪 许光斌

　　摘要：阐述了TD-LTE和FDD-LTE两种制式对网络建设的必要性。主要对比分析了TD-LTE和FDD-LTE两种双工方式的异同点，尤其是对物理层参数、HARQ反馈以及RRU架构设计中差异带来的损耗差异进行剖析，最后还将TD-LTE帧结构特殊子帧三种配置方式的GP长度随手机处理时间的覆盖距离进行了仿真试验。
　　随着移动通信应用日益广泛，人们对通信容量和质量提出了更高的要求。尽管目前3G网络建设经过了几期，但是最大速率达不到2Mbit/s，无法满足用户高带宽要求，存在多种标准难以实现全球漫游等问题。3G的局限性和不足推动了第四代移动通信（4G）的发展。目前有两种制式，分别为TD-LTE和FDD-LTE技术，了解两种制式异同点对网络建设很有必要。
　　TD-LTE和FDD-LTE不同参数：
　　（1）虽然TD-LTE和FDD-LTE帧结构中主同步信号（PSS）和辅同步信号（SSS）传递信息一样，但相对位置不同[1-3]；TD-LTE中PSS在DwPTS的第3个符号，SSS在第1个子帧和第6个子帧的最后1个符号；FDD-LTE中PSS在第1子帧和第6个子帧中前半子帧的第7个符号，SSS在第1子帧和第6个子帧中前半子帧的第6个符号。利用主辅同步信号的相对位置不同，UE可以在小区搜索的初始阶段识别系统是FDD还是TDD小区。SRS在LTEFDD中仅在普通子帧传输，而TD-LTE出于提高频谱效率的考虑，SRS既可在普通子帧传输，也可在UpPTS传输。
　　（2）根据协议[2-3]，HARQ（HybridAutomaticRepeatRequest，混合自动重传请求）反馈是下行数据必须在上行子帧上反馈ACK/NACK后，且与初传数据存在定时关系，以节省信令开销，FDD-LTE上下行子帧配比固定，ACK与初传数据的间隔固定为4个TTI（8ms）；TD-LTE上下行子帧配比不固定，4个TTI后不一定是期望的上行子帧，因此ACK与初传数据的时间间隔是一个变量，如图1所示；定时关系的不固定，增加了算法的复杂度和实现的难度；下行HARQ反馈的最大时延是13个TTI，大大增加了HARQ进程的RTT，这对UE的物理层存储能力提出了极大的挑战。
　　（3）在AAS（AdaptiveAntennaSystem，自适应天线系统）选择中[4-6]（如图2所示，是利用多个天线阵元对下行信号进行加权合并，在期望用户上行信号到达方向形成主波束，在干扰用户方向上形成零陷，从而达到提高信噪比的目的；AAS是靠对信道准确可靠的估计来获得波束形成的权值），对于FDD来说，需要UE对下行信道进行估计并快速反馈给基站。在高速移动环境下信道变化很快，信道估计的信令开销会很大，并且由于UE反馈的时延，信道估计的实时性无法保证，AAS将无法工作。而TD-LTE上下行工作在相同的频段，基站对上行信道的估算权值可基本准确地反映下行信道状况，不需要额外的用于AAS的信道估计开销，实时性也较好，因此AAS更适用于TD-LTE系统。
　　随着TD-LTE和FDD-LTE试验网相继在各大城市建设，其中有些电信运营商结合两种制式建设，因此掌握两种制式的异同点，将为面向试商用的扩大规模试验，进行与现网互操作及融合组网、两种双工方式的融合和业务等方面的测试，优化规模试验网络并重点进行业务应用及终端测试，可解决实际电信运营中可能遇到的问题，全面验证终端互操作功能和性能水平，这在网络规划建设以及网络优化中都有重要的意义。
　　参考文献：
　　[1]陈书贞，张旋，王玉镇，等.LTE关键技术与无线性能[M].北京：机械工业出版社，2012.
　　[2]高峰，高泽华，丰雷，等.TD-LTE技术标准与实践[M].北京：人民邮电出版社，2011.
　　[3]赛西亚，陶菲克，贝科，等.LTE-UMTS长期演进理论实践[M].马霓，邬钢，张晓博，等译.北京：人民邮电出版社，2009.
　　[4]王映民，孙韶辉.TD-LTE技术原理与系统设计[M].北京：人民邮电出版社，2010.
　　[5]张新程，田韬，周晓津，等.LTE空中接口技术与性能[M].北京：人民邮电出版社，2009.
　　[6]沈嘉，索士强，全海洋，等.3GPP长期演进（LTE）技术原理与系统设计[M].北京：人民邮电出版社，2009.★

《移动通信》2013年第10期