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LTETDD与LTEFDD技术简介和比较

摘要：UTRA的长期演进(LongTermEvolution,LTE)技术存在LTEFDD和LTE
TDD两大阵营，本文在比较分析TDD和FDD技术特点的基础上，对LTETDD（即
TD-LTE）的特有技术进行了总结，并结合中国移动现有的网络部署和TDD频段资
源情况，对LTETDD和LTEFDD的应用前景进行了初步分析。

1、引言

随着移动通信技术的蓬勃发展，无线通信系统呈现出移动化、
宽带化和IP化的趋势，移动通信市场的竞争也日趋激烈。为应对来自WiMAX，
Wi-Fi等传统和新兴无线宽带接入技术的挑战，提高3G在宽带无线接入市场的
竞争力，3GPP开展UTRA长期演进(LongTermEvolution,LTE)技术的研究，
以实现3G技术向B3G和4G的平滑过渡。LTE的改进目标是实现更高的数据速率、
更短的时延、更低的成本，更高的系统容量以及改进的覆盖范围。

LTE系统同时定义了频分双工(FrequencyDivision
Duplexing,FDD)和时分双工(TimeDivisionDuplexing,TDD)两种方式，但
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，LTEFDD支
持阵营更加强大，标准化与产业发展都领先于LTETDD。2007年11月，3GPPRAN1
会议通过了27家公司联署的LTETDD融合帧结构的建议，统一了LTETDD的两
种帧结构。融合后的LTETDD帧结构是以TD-SCDMA的帧结构为基础的，这就为
TD-SCDMA成功演进到LTE乃至4G标准奠定了基础。

TDD帧结构的融合使更多的厂商参与到TDD的标准化进程中，
LTETDD技术受到了广泛的重视，其产业化进程也有了显著的发展。本文在比较
分析TDD和FDD技术特点的基础上，总结了TD-LTE系统的特有技术，并结合中
国移动现有的网络部署和TDD频段资源情况，对LTETDD和LTEFDD的应用前景
进行了分析。

2、FDD与TDD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。如
图1所示，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。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。FDD在支持对称业务时，能充分利用上下行
的频谱，但在支持非对称业务时，频谱利用率将大大降低。

TDD用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。

图1：FDD和TDD的工作原理

TDD双工方式的工作特点使TDD具有如下优势：

（1）能够灵活配置频率，使用FDD系统不易使用的零散频段；
（2）可以通过调整上下行时隙转换点，提高下行时隙比例，能够很好的支持非
对称业务；
（3）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；
（4）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；
（5）具有上下行信道互惠性，能够更好的采用传输预处理技术，如预RAKE技
术、联合传输(JT)技术、智能天线技术等,能有效地降低移动终端的处理复杂性。

但是，TDD双工方式相较于FDD，也存在明显的不足：

（1）由于TDD方式的时间资源分别分给了上行和下行，因此TDD方式的发射时
间大约只有FDD的一半，如果TDD要发送和FDD同样多的数据，就要增大TDD
的发送功率；
（2）TDD系统上行受限，因此TDD基站的覆盖范围明显小于FDD基站；
（3）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；
（4）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。

3、TD-LTE系统特有技术

LTE系统同时定义了频分双工(FDD)和时分双工(TDD)两种
双工方式，并分别设计了FDD和TDD的帧结构[1]。FDD模式下，10ms的无线帧
被分为10个子帧,每个子帧包含两个时隙，每时隙长0.5ms。TDD模式下，每个
10ms无线帧包括2个长度为5ms的半帧，每个半帧由4个数据子帧和1个特殊
子帧组成，如图2所示。特殊子帧包括3个特殊时隙：DwPTS，GP和UpPTS，总
长度为1ms。DwPTS和UpPTS的长度可配置，DwPTS的长度为3～12个OFDM符号，
UpPTS的长度为1～2个OFDM符号，相应的GP长度为1～10个OFDM符号。