TDD是一种通信系统的双工方式,在移动通信系统中用于分离接收和传送信道。
中国于1997年6月提交了第三代移动通信标准草案(TD-SCDMA),其TDD模式及智能天线新技术等特色受到高度评价并成三个主要候选标准之一。在第一代和第二代移动通信系统中FDD模式一统天下,TDD模式没有引起重视。但由于新业务的需要和新技术的发展,以及TDD模式的许多优势,TDD模式将日益受到重视。考虑到TD-SCDMA已经退网,本片介绍重点基于TDD-LTE 和FDD-LTE(分别简写为TDD & FDD)。
一、TDD和FDD是什么意思
TDD(Time Division Duplexing)时分双工技术,在移动通信技术使用的双工技术之一,与FDD相对应,是在帧周期的下行线路操作中及时区分无线信道以及继续上行线路操作的一种技术。
FDD是移动通信系统中使用的全双工通信技术的一种,与TDD相对应。FDD采用两个独立的信道分别进行向下传送和向上传送信息的技术。为了防止邻近的发射机和接收机之间产生相互干扰,在两个信道之间存在一个保护频。
1 slot(时隙)= 0.5 ms
1 subframe(子帧) = 1 ms
1 frame(无线帧) = 10ms
1 half-frame(半帧)= 5 ms (TDD only)
TDD特殊子帧(TDD Special subframe)
DwPTS : Downlink Pilot Time Slot 下行导频时隙
GP : Guard Period 保护间隔
UpPTS : Uplink Pilot Time Slot 上行导频时隙
二、FDD与TDD的区别和特点
1.双工方式
TDD:时分双工(Time Division Duplexing),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:频分双工(Frequency Division Duplexing),收发使用不同的射频频点来进行通信。
2.速率
理论上讲,在相同的带宽条件下,比如FDD分配10M+10M,TDD分配20M,TDD的速率会低于FDD,这主要原因是TDD的帧结构中有个叫做特殊子帧的帧,这些帧会被浪费一部分(比如其中的保护时隙)并不传送任何数据,而FDD的帧不存在这种完全浪费掉的情况。
3.覆盖
TD-LTE适合热点区域覆盖,FDD适合广域覆盖。
早年高通的一份报告显示,在相同频率相同功率的条件下,FDD比TDD能提供更好的覆盖, TDD覆盖比FDD小80% (DL/UL=2:1)/小40%(DL/UL=1:1)。这主要原因是TDD上行链路存在发射功率的时间(一个10ms帧中)要比FDD时间短。
4.移动台移动速度
FDD是连续控制的系统,TDD是时间分隔控制的系统。在高速移动时,多普勒效应会导致快衰落,速度越高,衰落变换频率越高,衰落深度越深。
在目前芯片处理速度和算法的基础上,当数据率为144kb/s时,TDD的最大移动速度可达250km/h,与FDD系统相比,还有一定差距。一般TDD移动台的移动速度只能达到FDD移动台的一半甚至更低。
三.如何选择?
1.TDD 优势
- 能够灵活配置频率,使用FDD不易使用的零散频段;
- 可以通过调整上下行时隙转换点,灵活支持非对称业务;
- 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;
- 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。
2.TDD缺点
- TDD基站的覆盖范围明显小于FDD基站
- TDD系统收发信道同频,系统内和系统间存在干扰;
- 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。
总而言之,TDD和FDD在多种应用场景下,各有不可忽视的优势,TDD和FDD组网,或是不错的选择。TDD LTE和FDD LTE之间的差距,相比3G时代TD-SCDMA和WCDMA之间的差距小得多。
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