目前基于LTE的4G標(biāo)準(zhǔn)有兩個(gè),分別為L(zhǎng)TE FDD和LTE TDD(國(guó)內(nèi)習(xí)慣于將LTE TDD稱為TD-LTE),看名字大家會(huì)有直觀的印象,兩大標(biāo)準(zhǔn)都是基于LTE的不同分支,相似度超過90%。接下來我們用交通來舉例,具體分析一下兩者間的差異:
一、TD-LTE省資源,F(xiàn)DD速度快
LTE FDD(Frequency Division Duplexing,F(xiàn)DD)采用的是頻分雙工,TD-LTE(Time Division Duplexing,TDD)則是時(shí)分雙工。TDD具有如下優(yōu)勢(shì):
能夠靈活配置頻率,使用FDD系統(tǒng)不易使用的零散頻段;
可以通過調(diào)整上下行時(shí)隙轉(zhuǎn)換點(diǎn),提高下行時(shí)隙比例,能夠很好的支持非對(duì)稱業(yè)務(wù);
具有上下行信道一致性,基站的接收和發(fā)送可以共用部分射頻單元,降低了設(shè)備成本;
接收上下行數(shù)據(jù)時(shí),不需要收發(fā)隔離器,只需要一個(gè)開關(guān)即可,降低了設(shè)備的復(fù)雜度;
具有上下行信道互惠性,能夠更好的采用傳輸預(yù)處理技術(shù),如預(yù)RAKE 技術(shù),聯(lián)合傳輸(JT)技術(shù),智能天線技術(shù)等,能有效地降低移動(dòng)終端的處理復(fù)雜性。
但是,TDD雙工方式相較于FDD,也存在明顯的不足:
由于TDD方式的時(shí)間資源分別分給了上行和下行,因此TDD方式的發(fā)射時(shí)間大約只有FDD的一半,如果TDD要發(fā)送和FDD同樣多的數(shù)據(jù),就要增大TDD的發(fā)送功率;
TDD系統(tǒng)上行受限,因此TDD基站的覆蓋范圍明顯小于FDD基站;
TDD系統(tǒng)收發(fā)信道同頻,無法進(jìn)行干擾隔離,系統(tǒng)內(nèi)和系統(tǒng)間存在干擾;
為了避免與其他無線系統(tǒng)之間的干擾,TDD需要預(yù)留較大的保護(hù)帶,影響了整體頻譜利用效率。
如圖下圖所示,F(xiàn)DD是在分離的兩個(gè)對(duì)稱頻率信道上進(jìn)行接收和發(fā)送,用保護(hù)頻段來分離接收和發(fā)送信道。FDD必須采用成對(duì)的頻率,依靠頻率來區(qū)分上下行鏈路,其單方向的資源在時(shí)間上是連續(xù)的。FDD在支持對(duì)稱業(yè)務(wù)時(shí),能充分利用上下行的頻譜,但在支持非對(duì)稱業(yè)務(wù)時(shí),頻譜利用率將大大降低。
TDD用時(shí)間來分離接收和發(fā)送信道。在TDD方式的移動(dòng)通信系統(tǒng)中,接收和發(fā)送使用同一頻率載波的不同時(shí)隙作為信道的承載,其單方向的資源在時(shí)間上是不連續(xù)的,時(shí)間資源在兩個(gè)方向上進(jìn)行了分配。某個(gè)時(shí)間段由基站發(fā)送信號(hào)給移動(dòng)臺(tái),另外的時(shí)間由移動(dòng)臺(tái)發(fā)送信號(hào)給基站,基站和移動(dòng)臺(tái)之間必須協(xié)同一致才能順利工作。
我們拋開這些生澀的術(shù)語(yǔ),用更簡(jiǎn)單的方式解釋一下:
首先,手機(jī)想上網(wǎng),必須要建立上行和下行的通道:例如,你點(diǎn)擊微信,手機(jī)會(huì)通過上行通道發(fā)送一個(gè)請(qǐng)求,然后微信服務(wù)器通過下行通道,把你最新的未讀消息傳到你的手機(jī)上。一般情況下,我們使用下行(下載)的時(shí)間比較多,而上行(上傳)的時(shí)間很少。
為了建立起上行和下行的通道,F(xiàn)DD通過頻率來分割,在兩個(gè)對(duì)稱頻率上,一個(gè)管下載,一個(gè)管上傳。就好像是雙車道,兩個(gè)方向的汽車互不干擾,暢通無阻。表現(xiàn)在你的手機(jī)上,就是速度很快的感覺。
TD-LTE采用另一種方式。它只用一個(gè)頻率,既負(fù)責(zé)上傳,又負(fù)責(zé)下載。好處是比FDD省了一個(gè)頻率占用,資源利用率更高(實(shí)際上TD-LTE為了避免干擾,需要預(yù)留較大保護(hù)帶,也會(huì)消耗一些資源);TDD的缺點(diǎn)也很明顯,因?yàn)槭?ldquo;單行道”上跑雙向“車流”,TD-LTE只能通過時(shí)間來控制交通(時(shí)分雙工),一會(huì)讓下載的流量通過,一會(huì)又讓上傳的流量通過。表現(xiàn)在手機(jī)端,會(huì)比FDD網(wǎng)速慢一些。
目前,LTE FDD理論下行速度為150MBPs,TD-LTE理論下行速度為100Mbps。
二、TD-LTE適合熱點(diǎn)區(qū)域覆蓋,F(xiàn)DD適合廣域覆蓋
我們?cè)谏钪杏龅竭^這種情況:上班高峰期,進(jìn)城方向的交通擁堵不堪,旁邊出城方向的馬路上卻車流稀少。這無疑是一種資源的浪費(fèi)。
在手機(jī)上網(wǎng)過程中,這種現(xiàn)象更普遍:人們使用手機(jī),更多的是閱讀,觀賞和下載,很少的時(shí)間用于上傳。因此,如果手機(jī)的無線網(wǎng)絡(luò)是可見的,你會(huì)發(fā)現(xiàn)下載通道上數(shù)據(jù)川流不息,上傳通道卻很少被使用。
TD-LTE的優(yōu)勢(shì)在于,他將上傳和下載通道合并為一個(gè),然后通過時(shí)間來靈活控制,例如分配給下載的時(shí)間占70%,上傳占30%,這樣,你會(huì)發(fā)現(xiàn)整個(gè)通道的車流總是滿的,資源利用率更高。