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[LTE] TD-LTE与FDD-LTE异同点分析 [复制链接]

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发表于 2015-5-3 11:39:03 |显示全部楼层
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TD-LTE与FDD-LTE异同点分析
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。
(1.中国移动通信集团贵州有限公司,贵州 贵阳 550000;
2.华信邮电咨询设计研究院有限公司,浙江 杭州 310014)
【关键词】TD-LTE FDD-LTE HARQ AAS 覆盖距离

1 引言
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。

2 TD-LTE和FDD-LTE相同点
TD-LTE和FDD-LTE相同参数如表1所示。
除表1相同点外,上行参考信号分为DM RS(Demodulation
Reference Signal)和SRS(Sounding Reference
Signal),DM RS解调参考信号,随着PUSCH
或PUCCH一起传输,能够实时地反馈上行信道质量;
S R S 探测参考信号, 不与P U S C H 或P U C C H 一起传
输。
3 TD-LTE和FDD-LTE不同点
TD-LTE和FDD-LTE不同参数如表2所示。

除了表2中不同点外,还有以下主要的差异:
(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LTE FDD中仅在普通子帧传输,而TDLTE
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(Hybrid Automatic
Repeat Request,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(Adaptive Antenna System,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。
(4)LTE-FDD收发在不同频段,在RRU架构设
计时需使用一个双工器(相当于2个滤波器)将收发分
开,但会因此引入1dB的插损;TD-LTE收发在不同时间,但在相同频段,在RRU架构设计时需要使用T/R
转换器将RRU的收发通路分时段接入天馈系统,但会
因此引入2~2.5dB的插损,并且由于T/R转换器的转
换时延,同时也将给系统引入一定时延。

(5)与FDD-LTE不同的是,TD-LTE的覆盖距
离受GP(Guard Period,保护间隔)长度影响,由GP
的覆盖距离公式如下:
6
GP -
GP = 10 c /2
μ s μ s
×
占用时间( ) 手机处理时间( )
覆盖距离
(1)
其中,c 是光速,为3×108m/s。
G P覆盖距离随手机处理时间的变化仿真图如图3
所示:
图3中的特殊子帧结构配置DwPTS:GP:UpPTS分别
为12:1:1、10:2:2和3:9:2。可以看出,手机处理时间越长
覆盖距离越短,越容易形成上下行干扰,三种特殊子帧
配置手机处理时间分别超过71.4μs、142.8μs和642.8μs
必然形成干扰,而FDD-LTE上下行分开并不同频,不存
在GP长度影响覆盖从而引起干扰的问题。
手机处理时间(μs)

4 结束语
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.★

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发表于 2016-6-1 09:19:59 |显示全部楼层
拜读了!~感谢版主

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