寫在前面

　　LTE FDD和TD-LTE融合發(fā)展是國際趨勢，中國4G也必將走融合之路，只有TDD/FDD互補才能使LTE更加良性的生長。作為移動通信的基礎，頻譜資源的分布情況，決定了“融合”將成為全球電信運營商的必然選擇——在大大小小的會議和公眾場合，工信部部長苗圩對于“中國4G應該如何發(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？本期，我們就一起來科普。老規(guī)矩，不對的地方還有需要補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是在分離的兩個對稱頻率信道上進行接收和發(fā)送，用保護頻段來分離接收和發(fā)送信道。FDD必須采用成對的頻率，依靠頻率來區(qū)分上下行鏈路，其單方向的資源在時間上是連續(xù)的。FDD在支持對稱業(yè)務時，能充分利用上下行的頻譜，但在支持非對稱業(yè)務時，頻譜利用率將大大降低。

　　TDD用時間來分離接收和發(fā)送信道。在TDD 方式的移動通信系統(tǒng)中，接收和發(fā)送使用同一頻率載波的不同時隙作為信道的承載，其單方向的資源在時間上是不連續(xù)的，時間資源在兩個方向上進行了分配。某個時間段由基站發(fā)送信號給移動臺，另外的時間由移動臺發(fā)送信號給基站，基站和移動臺之間必須協(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，在適合/需要FDD作覆蓋的區(qū)域部署LTE FDD網(wǎng)絡，實現(xiàn)資源互補，靈活部署。這不僅能夠應用在城鎮(zhèn)/農(nóng)鄉(xiāng)，亦能應用到同一區(qū)域，實現(xiàn)零散頻譜的聚合利用。此外，制式切換時，多模終端也可自動匹配進行無縫連接。

　　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作為獨立網(wǎng)絡，不進行和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之間可以進行互通，獨立建網(wǎng)

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

　　TDD/FDD就屬于第三種模式，它的好處其實很明顯：因為LTE 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，兩個制式還可做負載均衡，提高網(wǎng)絡可用性和基礎性能。

　　■TDD和FDD的優(yōu)劣勢（TDD視角，對比FDD）

　　1、使用TDD技術時，只要基站和移動臺之間的上下行時間間隔不大，小于信道相干時間，就可以比較簡單的根據(jù)對方的信號估計信道特征。而對于FDD技術，一般的上下行頻率間隔遠遠大于信道相干帶寬，幾乎無法利用上行信號估計下行，也無法用下行信號估計上行；這一特點使得TDD方式的移動通信體制在功率控制以及智能天線技術的使用方面有明顯的優(yōu)勢。但也是因為這一點，TDD系統(tǒng)的覆蓋范圍半徑要小，由于上下行時間間隔的緣故，基站覆蓋半徑明顯小于FDD基站。否則，小區(qū)邊緣的用戶信號到達基站時會不能同步。

　　2、TDD技術可以靈活的設置上行和下行轉(zhuǎn)換時刻，用于實現(xiàn)不對稱的上行和下行業(yè)務帶寬，有利于實現(xiàn)明顯上下行不對稱的互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務。但是，這種轉(zhuǎn)換時刻的設置必須與相鄰基站協(xié)同進行。

　　3、與FDD相比，TDD可以使用零碎的頻段，因為上下行由時間區(qū)別，不必要求帶寬對稱的頻段。

　　4、TDD技術不需要收發(fā)隔離器，只需要一個開關即可。

　　5、移動臺移動速度受限制。在高速移動時，多普勒效應會導致快衰落，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上，當數(shù)據(jù)率為144kb/s時，TDD的最大移動速度可達250km/h，與FDD系統(tǒng)相比，還有一定差距。一般TDD移動臺的移動速度只能達到FDD移動臺的一半甚至更低。

　　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)射時間只有FDD的大約一半，這要求TDD的發(fā)送功率要大。當然同時也需要更加復雜的網(wǎng)絡規(guī)劃和優(yōu)化技術。

　　■TDD和FDD的優(yōu)劣勢（TDD/FDD融合角度）

　　TDD雙工方式的工作特點使TDD具有如下優(yōu)勢：

　　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、可以通過調(diào)整上下行時隙轉(zhuǎn)換點，提高下行時隙比例，能夠很好的支持非對稱業(yè)務；

　　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，降低了設備成本；

　　4、接收上下行數(shù)據(jù)時，不需要收發(fā)隔離器，只需要一個開關即可，降低了設備的復雜度；

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

　　但是，TDD雙工方式相較于FDD，也存在明顯的不足：

　　1、由于TDD方式的時間資源分別分給了上行和下行，因此TDD方式的發(fā)射時間大約只有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，無法進行干擾隔離，系統(tǒng)內(nèi)和系統(tǒng)間存在干擾；

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

　　一句話簡單來說：FDD LTE是全球兩大4G制式之一，比TD-LTE研發(fā)更早，技術更成熟，終端更豐富，與FDD LTE對比，TD-LTE省資源，F(xiàn)DD速度快；TD-LTE適合熱點區(qū)域覆蓋，F(xiàn)DD適合廣域覆蓋。

　　實際上，理解了上面這些，你就會發(fā)現(xiàn)LTE TDD/FDD融合組網(wǎng)的優(yōu)勢和必要性了。