[4G&5G专题-101]：部署 - LTE FDD与LTE TDD技术差异比较详解

Posted 2021-05-15 文火冰糖的硅基工坊

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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了[4G&5G专题-101]：部署 - LTE FDD与LTE TDD技术差异比较详解相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

第1章 LTE TDD与FDD关机技术的比较

第1章 LTE TDD与FDD关机技术的比较

1.1 相同点

1.2 不同点

本文重点关注他们的不同点。

1.3 协议栈

从协议栈的角度看，FDD和TDD的主要差别：

（1）PDCP, RRC, NAS基本相同

（2）MAC和RLC少许差别

（3）物理层和RF层差别较大

双工方式
频谱
物理层帧结构
多天线（物理逻辑天线）
帧同步

下面将按照空口-> RF -> MAC层 -> RLC层 -> PDCP -> RRC层的顺序介绍FDD与TDD的差别。

1.4 处理流程

第2章双工方式不同

2.1 什么是双工方式

双工方式， Duplex，是指示指二台通讯设备之间，允许有双向的资料传输的方式。

TDD，时分双工：通过时间区分上行或下行的方式，收发共用一个射频频点，上、下行链路使用不同的时隙来进行通信。

FDD，平方双工：通过频段区分上行和下行的方式，收发使用不同的射频频点来进行通信。

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2.2 TDD与FDD的优劣比较

TDD相对于FDD，有哪些优势呢？

（1）频谱利用

TDD能够灵活配置频率，FDD不易使用的零散频段，需要加大的带宽（上行+下行）

（2）传输业务

TDD可以通过调整上下行时隙转换点，灵活支持非对称速率的业务, 而FDD上行性业务的带宽，是有分配资源决定的，无法动态调整。

（3）硬件实现

TDD具有上下行信道一致性，基站的接收和发送可以共用部分射频单元，降低了设备成本；FDD上行是分开的，因此需要独立的上下行射频单元。
TDD接收上下行数据时，不需要收发隔离器，只需要一个开关即可，降低了设备的复杂度。FDD也可以公用相同的天线，但需要要收发隔离器。

（4）覆盖范围

TDD系统上行链路发射功率的时间比FDD短，因此TDD基站的覆盖范围明显小于FDD基站；

（5）上行干扰

TDD系统收发信道同频，无法进行干扰隔离，系统内和系统间存在干扰；FDD上行线使用不同的频率，不存在频谱干扰。
为了避免与其他无线系统之间的干扰，TDD需要预留较大的保护带，影响了整体频谱利用效率；
因为高速运动下信道变化快，TDD分时系统导致手机报告的信道消息有所延迟，所以TDD系统在高速场景下不如FDD、

第3章射频的频谱

3.1 FDD的频谱

（1）LTE FDD全球频谱

3.2 TDD频谱

第4章射频电路

4.1 上下行转换电路

TDD需要发送和接收的转换器，这会引入1.5dB的信号损失。
FDD需要防止上行性干扰的双工器，这会引入1dB的信号损失。
FDD和TDD的发送和接收都公用同一个天线，但FDD是同时进行接收和发送，发送和接收的频率不同，混合在一起。而TDD，是分时复用同一个天线，发送和接收使用相同的额频率，但发送和接收不是同时进行的。也就是说，无论FDD还是TDD， 都是上下行共用同一个物理天线，在RF前端进行复用与解复用。

4.2 智能天线

第5章传输模式

5.1 传输模式的类型

不同的多天线传输方案对应不同的传输模式(TM模式)。

1) TM1，单天线端口传输：主要应用于单天线传输的场合。

2) TM2，发送分集模式：适合于小区边缘信道情况比较复杂，干扰较大的情况，有时候也用于高速的情况，分集能够提供分集增益。

3) TM3，开环空间分集：合适于终端（UE）高速移动的情况。

4) TM4，闭环空间分集：适合于信道条件较好的场合，用于提供高的数据率传输。

5) TM5，MU-MIMO传输模式：主要用来提高小区的容量。

6) TM6，Rank1的传输：主要适合于小区边缘的情况。

7) TM7，Port5的单流Beamforming模式：主要也是小区边缘，能够有效对抗干扰。

8) TM8，双流Beamforming模式：可以用于小区边缘也可以应用于其他场景。

9) TM9，传输模式9是LTE-A中新增加的一种模式，可以支持最大到8层的传输，主要为了提升数据传输速率。

其中7-9 Beamforming模式只能用于TDD模式，FDD不支持波波束赋型。

原因：

TDD因为是时分系统，上下行信道是互逆的，所以基站可以根据上行的ue信号估计出ue的来波方向，然后在同样方向上下行赋形。

FDD上下行频点差很远，信道不可逆，没办法知道准确UE的来波方向。

5.2 什么是波束赋型

每一路信号之间是相关的，利用间距较小的接收天线之间的无线信号波形的相关性，通过多个天线阵元发送的电磁波之间形成干涉效应，把电磁波的能量集中到某个特定的方向，形成波束，提上某个方向的信号质量（信噪比），信号在天线发送时，已经不再是每一路独立的全向天线的能量分布，而是经过相关干涉之后，形成的具有一定方向的电磁波，发送时候，电磁波的能量被汇集起来，指向一个特定的方向。从而提升信号的覆盖范围和抗干扰能力。