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4G网络简介 TD-LTE与FDD LTE优缺点对比

 

  随着工信部官方宣布,4G牌照将于年底发放的消息传出之后,有关“4G”一词的新闻也在最近成铺天盖地形式占据了各大媒体门户的主页。就在前不久,机锋网也发布了两篇有关4G测试的文章。分别针对4G网络速度及覆盖区域进行了测试,有兴趣的朋友可以点击以下链接进行阅读。  

  “十一”假期实测4G网络北京覆盖区域

  质的改变?实测对比4G/3G/2G网络评测

  在之前的文章中,我们曾为大家简单介绍了4G网络的一些数据及性能测试,让大家对4G网络有了进一步了解,而今天我们的话题依然围绕4G进行,但内容相对要深入一些。从最近大规模有关4G网络宣传海报中,相信大家都已经知道,中国移动所部署的4G网络是由中国主导制定的TD-LTE制式,并在2012年国际电信联盟无线电通信全会全体会议上被列为4G国际标准,此外同时被列为4G国际标准的还有欧洲标准化组织3GPP制定的FDD-LTE。问题也由此而来,既然两套方案都被列为国际标准,那么它们又有什么不同,各自又有什么优势,针对这个问题,下面就让我们进入今天的主题,一起来认识这两种4G网络模式。 

  4G网络既第四代移动通信网络。是3G网络的演进,但却并非是基于3G网络简单升级而演变而形成,从技术角度来说,4G网络的核心与3G网络的核心是完全两种不同的技术。3G网络主要以CDMA为核心技术,而4G网络则是以OFDM(正交频分调制)和MIMO(多入多出)技术为核心。按照ITU的定义,静态传输速率达到1Gbps/s,用户在高速移动状态下可以达到100Mbps/s,就可以作为4G的技术之一。 

  而目前4G的标只有两个,分别为LTE Advanced与WiMAX-Advanced。其中,LTE-Advanced就是LTE技术的升级版,在特性方面,LTE-Advanced可以后向兼容技术,并完全兼容LTE,其原理类似HSPA升级至WCDMA这样的关系。

  而WiMAX-Advanced(全球互通微波存取升级版):即IEEE 802.16m,是WiMAX的升级版,由美国Intel所主导,接收下行与上行最高速率可达到300Mbps,在静止定点接收可高达1Gbps/s。也是电信联盟承认的4G标准。

  实际来说,我们目前接触的LTE并非4G网络,虽然上百兆的速度远超3G网络,但与ITU提出的1Gbps/s的4G技术要求还有很大距离,因此,目前的LTE也经常被称为3.9G。但就目前来说,现在的4G网络其实指的的就是LTE网络。 

  LTE是根据其具体实现细节、采用技术手段和研发组织的差别形成了许多分支,其中主要的两大分支是LTE-TDD与LTE-FDD版本。而中国移动采用的TD-LTE就是LTE-TDD版本,同时也是由中国主导研制推广的版本,而后者则是由美国主导研制推广版本。

  TD-LTE简介

  TD-LTE 即 Time Division Long Term Evolution(分时长期演进),是由阿尔卡特-朗讯、诺基亚西门子通信、大唐电信、华为技术、中兴通讯、中国移动等共同开发的第四代(4G)移动通信技术与标准。

  TD-LTE与TD-SCDMA实际上没有关系,TD-SCDMA是CDMA(码分多址)技术,TD-LTE是OFDM(正交频分复用)技术。两者从编解码、帧格式、空口、信令,到网络架构,都不一样。

  FDD-LTE简介

  而LTE-FDD中的FDD是频分双工的意思,是该技术支持的两种双工模式之一,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。目前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。根据目前最新数据调研,2013全球共有285个运营商在超过93个国家部署FDD 4G网络。

  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。同时,FDD还采用了包交换等技术,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。

  FDD工作原理

  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。因此,FDD必须采用成对的频率,依靠频率来区分上下行链路,其单方向的资源在时间上是连续的。在优势方面,FDD在支持对称业务时,可以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工作原理

  而TDD则采用的是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,另外的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。

  FDD与TDD相比优缺点:

  1.FDD必须使用成对的收发频率。在支持以语音为代表的对称业务时能充分利用上下行的频谱,但在进行以IP为代表非对称的数据交换业务时,频谱的利用率则大为降低,约为对称业务时的60%。而TDD则不需要成对的频率,通信网络可根据实际情况灵活地变换信道上下行的切换点,能有效地提高系统传输不对称业务时的频谱利用率。

  2.根据ITU对3G的要求,采用FDD模式的系统的最高移动速度可达500千米/小时,而采用TDD模式的系统的最高移动速度只有12千米/小时。这是因为,目前TDD系统在芯片处理速度和算法上还达不到更高的标准。

  3.采用TDD模式工作的系统,上、下行工作于同一频率,其电波传输的一致性使之适用智能天线技术,可有效减少多径干扰,提高设备的可靠性。而收、发采用一定频段间隔的FDD系统则难以采用。据测算,TDD系统的基站设备成本比FDD系统的基站成本低约20%~50%。

  4.在抗干扰方面,使用FDD可消除邻近蜂窝区基站和本区基站之间的干扰,FDD系统的抗干扰性能在一定程度上好于TDD系统。 

  总结:TD-LTE和FDD LTE在技术上差异较少而共性更多,两者都能为移动用户提供超出以往的移动互联网接人体验。在3G时代,FDD在移动通信领域的绝对优势已成定局,我国的TD-SCDMA国际化发展机会渺茫,而TD-LTE则从标准制定起就和国际其他主流标准同步进行。为保证TD-LTE的技术和标准演进、网络和终端产业发展、网络建设和运营继续保持领先,需要形成与LTE FDD融合、同步发展的全球化产业,缩小市场规模方面的差距。

[ 责任编辑:mazesheng ]
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