FDD

概述

　　FDD模式的特點(diǎn)是在分離（上下行頻率間隔190MHz）的兩個(gè)對(duì)稱頻率信道上，系統(tǒng)進(jìn)行接收和
傳送，用保證頻段來(lái)分離接收和傳送信道。
　　采用包交換等技術(shù)，可突破二代發(fā)展的瓶頸，實(shí)現(xiàn)高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，并可提高頻譜利用率，增加系統(tǒng)容量。但FDD必須采用成對(duì)的頻率，即在每2x5MHz的帶寬內(nèi)提供第三代業(yè)務(wù)。該方式在支持對(duì)稱業(yè)務(wù)時(shí)，能充分利用上下行的頻譜，但在非對(duì)稱的分組交換工作時(shí)，頻譜利用率則大大降低（由于低上行負(fù)載，造成頻譜利用率降低約40%），在這點(diǎn)上，TDD模式有著FDD無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì)。
　　基于CDMA技術(shù)的三種RTT技術(shù)規(guī)范是第三代移動(dòng)通信的主流技術(shù)，也稱為一個(gè)家庭，三個(gè)成員。CDMA DS和CDMA MC是頻分雙工模式（FDD），CDMA TDD是時(shí)分雙工模式（TDD），ITU-R為3G的FDD模式和TDD模式劃分了獨(dú)立的頻段，在將來(lái)的組網(wǎng)上，TDD模式和FDD模式將共存于3G網(wǎng)絡(luò)。
 

FDD對(duì)比TDD

　　特征
　　只要是雙向通信，就需要一定的雙工工作模式。當(dāng)前蜂窩無(wú)線電通信領(lǐng)域使用雙工模式主要是頻分雙工和時(shí)分雙工，即FDD與TDD。其具體的特征是：
　　1.FDD采用兩個(gè)對(duì)稱的頻率信道來(lái)分別發(fā)射和接收信號(hào)，發(fā)射和接收信道之間存在著一定的頻段保護(hù)間隔。
　　2.TDD的發(fā)射和接收信號(hào)是在同一頻率信道的不同時(shí)隙中進(jìn)行的，彼此之間采用一定的保證時(shí)間予以分離。它不需要分配對(duì)稱頻段的頻率，并可在每信道內(nèi)靈活控制、改變發(fā)送和接收時(shí)段的長(zhǎng)短比例，在進(jìn)行不對(duì)稱的數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，可充分利用有限的無(wú)線電頻譜資源。
　　適用范圍
　　FDD對(duì)比TDD根據(jù)FDD、TDD兩種工作模式的特點(diǎn)，在移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)中，它們各自有著不同的適用范圍：采用FDD模式工作的系統(tǒng)是連續(xù)控制的系統(tǒng)，適應(yīng)于大區(qū)制的國(guó)家和國(guó)際間覆蓋漫游，適合于對(duì)稱業(yè)務(wù)如話音、交互式適時(shí)數(shù)據(jù)等。
　　采用TDD模式工作的系統(tǒng)是時(shí)間分隔控制的系統(tǒng)，適應(yīng)于城市及近郊等高密度地區(qū)的局部覆蓋和對(duì)稱及不對(duì)稱數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。特別是它的可不對(duì)稱傳輸數(shù)據(jù)的功能，尤為適合接入當(dāng)今世界流行的Internet。因?yàn)?，?span id="br9v7vf" class='hrefStyle'>互聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程中，往往要求下行速率遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于上行速率。
　　優(yōu)缺點(diǎn)
　　采用FDD模式的移動(dòng)系統(tǒng)與采用TDDＭ模式的移動(dòng)系統(tǒng)相比，互有以下優(yōu)缺點(diǎn)：
　　1.FDD必須使用成對(duì)的收發(fā)頻率。在支持對(duì)稱業(yè)務(wù)時(shí)能充分利用上下行的頻譜，但在進(jìn)行非對(duì)稱的數(shù)據(jù)交換業(yè)務(wù)時(shí)，頻譜的利用率則大為降低，約為對(duì)稱業(yè)務(wù)時(shí)的60%。而TDD則不需要成對(duì)的頻率，通信網(wǎng)絡(luò)可根據(jù)實(shí)際情況靈活地變換信道上下行的切換點(diǎn)，有效地提高了系統(tǒng)傳輸不對(duì)稱業(yè)務(wù)時(shí)的頻譜利用率。
　　2.根據(jù)ITU對(duì)3G的要求，采用FDD模式的系統(tǒng)的最高移動(dòng)速度可達(dá)500KM/h，而采用TDD模式的系統(tǒng)的最高移動(dòng)速度只有120KM/h。兩者相比，TDD系統(tǒng)明顯稍遜一籌。因?yàn)?，目前TDD系統(tǒng)在芯片處理速度和算法上還達(dá)不到更高的標(biāo)準(zhǔn)。
　　FDD示意圖3.采用TDD模式工作的系統(tǒng)，上、下行工作于同一頻率，其電波傳輸?shù)囊恢滦允怪苓m于運(yùn)用智能天線技術(shù)，通過(guò)智能天線具有的自適應(yīng)波束賦形，可有效減少多徑干擾，提高設(shè)備的可靠性。而收、發(fā)采用一定頻段間隔的FDD系統(tǒng)則難以采用上述技術(shù)。同時(shí)，智能天線技術(shù)要求采用多個(gè)小功率的線性功率放大器代替單一的大功率線性放大器，其價(jià)格遠(yuǎn)低于單一大功率線性放大器。據(jù)測(cè)算，TDD系統(tǒng)的基站設(shè)備成本比FDD系統(tǒng)的基站成本低約20%~50%。
　　4.在抗干擾方面，使用FDD可消除鄰近蜂窩區(qū)基站和本區(qū)基站之間的干擾。但仍存在鄰區(qū)基站對(duì)本區(qū)移動(dòng)機(jī)的干擾及鄰區(qū)移動(dòng)機(jī)對(duì)本區(qū)基站的干擾。而使用TDD則能引起鄰區(qū)基站對(duì)本區(qū)基站、鄰區(qū)基站對(duì)本區(qū)移動(dòng)機(jī)、鄰區(qū)移動(dòng)機(jī)對(duì)本區(qū)基站及鄰區(qū)移動(dòng)機(jī)對(duì)本區(qū)移動(dòng)機(jī)四項(xiàng)干擾。綜比兩者，可見(jiàn)FDD系統(tǒng)的抗干擾性能要好于TDD系統(tǒng)。但隨著新技術(shù)的不斷出現(xiàn)，TDD系統(tǒng)的抗干擾能力一定會(huì)有大幅度的提高。目前方正連宇公司推出的LAS-TDMA新技術(shù)就在這方面有了新的突破。
 

FDD在LTE中的作用

　　回顧移動(dòng)系統(tǒng)的發(fā)展歷史，2G/3G兩個(gè)主要的技術(shù)流派，3GPP和3GPP2。3GPP主要支持GSM和WCDMA以及TDSCDMA技術(shù)，3GPP2則主要支持CDMA以及CDMAEVDO技術(shù)。隨著電信市場(chǎng)全球化的發(fā)展以及運(yùn)營(yíng)商之間競(jìng)爭(zhēng)和合作的增強(qiáng)，從成本，技術(shù)成熟性，全球漫游以及終端等多方面考慮，技術(shù)的規(guī)?；?yīng)越來(lái)越成為運(yùn)營(yíng)商考慮技術(shù)選擇的首要因素,GSM/WCDMA/HSPA 的優(yōu)勢(shì)日趨顯著, 已經(jīng)占全球移動(dòng)市場(chǎng)份額的86%以上。在后3G時(shí)代，LTE作為3GPP的下一步演進(jìn),已經(jīng)成為全球運(yùn)營(yíng)商的共同選擇。這里面可以看到幾個(gè)有里程碑意義的事件，第一個(gè)在2007年的11月29號(hào)，美國(guó)Verizon宣布采取LTE升級(jí)其CDMA移動(dòng)系統(tǒng)，作為下一步的發(fā)展方向。我們也看到很多主流的其他的一些CDMA的運(yùn)營(yíng)商也表態(tài)會(huì)跟進(jìn)這樣的趨勢(shì)。同時(shí)，高通宣布支持將推出LTE-CDMA 雙模芯片組。另外一個(gè)方面，中國(guó)移動(dòng)在2008年的2月13號(hào)宣布將攜手沃達(dá)豐等多個(gè)全球主流運(yùn)營(yíng)商共同開展LTE的技術(shù)測(cè)試，會(huì)同時(shí)包括LTE FDD和TD－LTE兩種模式?？梢?jiàn)，在后3G時(shí)代，LTE，包括LTE FDD和TD－LTE正在成為主流運(yùn)營(yíng)商未來(lái)網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)的考慮。
　　LTEFDD和TD－LTE的聯(lián)合應(yīng)用可以為運(yùn)營(yíng)商達(dá)到最好的規(guī)?；?yīng)。
　　TD－LTE和LTE FDD共用平臺(tái)帶來(lái)規(guī)模優(yōu)勢(shì)
　　從標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展的角度來(lái)看，LTE FDD和TD－LTE在技術(shù)規(guī)范上存在非常大的共通性和統(tǒng)一性，主要體現(xiàn)在LTE FDD和 TDD 共享相同的層二和層三結(jié)構(gòu)，物理層主要幀結(jié)構(gòu)相關(guān)的區(qū)別，關(guān)鍵技術(shù)基本一致。這樣無(wú)論是在系統(tǒng)側(cè)和終端側(cè)都能比較容易且低成本的實(shí)現(xiàn)對(duì)FDD和TDD雙模的支持。另一方面，LTE系統(tǒng)開始就同時(shí)針對(duì)FDD和TDD進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)，因此FDD 和 TDD 模式可以達(dá)到近似的頻譜利用效率。
　　更為重要的的是，TD－LTE是中國(guó)3G技術(shù)TDSCDMA的自然演進(jìn)路徑，主要體現(xiàn)在TD－LTE和TD－SCDMA使用相兼容的幀格式結(jié)構(gòu)，同時(shí)在天線技術(shù)上也保持很好的相容性。
　　在核心網(wǎng)方面，核心網(wǎng)的演進(jìn)（也就是通常所說(shuō)說(shuō)的SAE），也是在當(dāng)前的二代系統(tǒng)，或者是三代系統(tǒng)數(shù)據(jù)交換核心網(wǎng)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，共享的核心網(wǎng)可以同時(shí)支持二代，三代以及LTEFDD和TD－LTE的接入。這樣就可以保證有非常緊密的互操作性，保證了無(wú)論是FDD和TDD系統(tǒng)的平滑升級(jí)。
　　在整個(gè)LTE標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展方面，愛(ài)立信一直是3GPP中最活躍的廠家之一，全力推動(dòng)LTE標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程。在通常的標(biāo)準(zhǔn)化的衡量標(biāo)準(zhǔn)中，也就是在標(biāo)準(zhǔn)化里面的貢獻(xiàn)的總數(shù)目，涵蓋了FDD和TDD，愛(ài)立信的貢獻(xiàn)排在第一位的。特別是在TD－LTE方面，愛(ài)立信非常支持TD－LTE和LTEFDD的協(xié)同發(fā)展。另外，必須指出的是，在TD-LTE的發(fā)展上，中國(guó)運(yùn)營(yíng)商和廠家做出了相當(dāng)大的貢獻(xiàn)，把整個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化向全球推廣。而愛(ài)立信在這方面和國(guó)內(nèi)的運(yùn)營(yíng)商和廠商，在基礎(chǔ)研發(fā)和標(biāo)準(zhǔn)化的方面進(jìn)行了大量合作，建立了良好的伙伴關(guān)系，一起推動(dòng)TD-LTE的發(fā)展。
 

FDD對(duì)3G的影響

　　只要是雙向通信，就需要一定的雙工工作模式。當(dāng)前2G和3G通信領(lǐng)域使用雙工模式主要是頻分雙工和時(shí)分雙工，即FDD（Frequency Division Duplex)與TDD（Time Division Duplex），它們是各種無(wú)線系統(tǒng)中常用的雙工方式。
　　在現(xiàn)有的3G有三大主流技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)：WCDMA、CDMA2000和TD-SCDMA，雖然它們都屬于CDMA技術(shù)，但是從它們的主要應(yīng)用方面可分為兩類：WCDMA、CDMA2000屬于FDD標(biāo)準(zhǔn)；而TD-SCDMA屬于TDD標(biāo)準(zhǔn)。另外，3.5G的HSDPA系統(tǒng)中兼有FDD和TDD，而4G的前驅(qū)Mobile WiMAX兼有TDD、FDD、半雙工FDD。
　　FDD和TDD具體的特征是：
　?。?）FDD采用兩個(gè)對(duì)稱的頻率信道，發(fā)送和接收信道之間存在著一定的頻段保護(hù)間隔。如GSM、CDMA 1X的收發(fā)信道間隔為45 MHz，WCDMA的間隔為190 MHz。
　?。?）TDD的發(fā)送和接收信號(hào)在同一頻率信道的不同時(shí)隙中進(jìn)行，在進(jìn)行不對(duì)稱的數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，可充分利用有限的頻譜資源。
　　采用FDD的移動(dòng)系統(tǒng)與采用TDD的移動(dòng)系統(tǒng)相比，互有以下優(yōu)缺點(diǎn)：
　?。?）FDD必須使用成對(duì)的收發(fā)頻率。在支持以語(yǔ)音為代表的對(duì)稱業(yè)務(wù)時(shí)能充分利用上下行的頻譜，但在進(jìn)行以IP為代表非對(duì)稱的數(shù)據(jù)交換業(yè)務(wù)時(shí)，頻譜的利用率則大為降低，能有效地提高系統(tǒng)傳輸不對(duì)稱業(yè)務(wù)時(shí)的頻譜利用率。
　?。?）根據(jù)ITU對(duì)3G的要求，采用FDD模式的系統(tǒng)的最高移動(dòng)速度可達(dá)500千米/小時(shí)，而采用TDD模式的系統(tǒng)的最高移動(dòng)速度只有120千米/小時(shí)。這是因?yàn)?，目前TDD系統(tǒng)在芯片處理速度和算法上還達(dá)不到更高的標(biāo)準(zhǔn)。
　?。?）采用TDD模式工作的系統(tǒng)，上、下行工作于同一頻率，其電波傳輸?shù)囊恢滦允怪m用智能天線技術(shù)，可有效減少多徑干擾，提高設(shè)備的可靠性。而收、發(fā)采用一定頻段間隔的FDD系統(tǒng)則難以采用。據(jù)測(cè)算，TDD系統(tǒng)的基站設(shè)備成本比FDD系統(tǒng)的基站成本低約20%～50%。
　?。?）在抗干擾方面，使用FDD可消除鄰近蜂窩區(qū)基站和本區(qū)基站之間的干擾，F(xiàn)DD系統(tǒng)的抗干擾性能在一定程度上好于TDD系統(tǒng)。
　　根據(jù)FDD、TDD模式以上不同的特點(diǎn)，在3G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)中，它們各自有著不同的適用范圍：
　?。?）采用FDD系統(tǒng)多是連續(xù)控制，適應(yīng)于大區(qū)制的國(guó)家和國(guó)際間覆蓋漫游，適合于對(duì)稱業(yè)務(wù)（如話音、交互式適時(shí)數(shù)據(jù)等）。
　　（2）采用TDD系統(tǒng)多是時(shí)間分隔控制，適用于城市及近郊等高密度地區(qū)的局部覆蓋和對(duì)稱及不對(duì)稱數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。特別是它的不對(duì)稱傳輸數(shù)據(jù)的功能，尤為適合接入基于IP的各種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。因?yàn)?，在Internet的數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程中，往往要求下行速率遠(yuǎn)大于上行速率。

FDD對(duì)4G的影響

　　FDD上下行信號(hào)被不同頻率隔離，因此需要對(duì)稱頻譜。對(duì)語(yǔ)音應(yīng)用來(lái)說(shuō)，上下行流量是對(duì)稱的，
　　因此FDD在2G和3G蜂窩網(wǎng)絡(luò)中效率很高。而TDD上下行信號(hào)在時(shí)域上是分開的，它具有上下行流量的非對(duì)稱性和單一頻譜的靈活性，然而TDD在宏小區(qū)覆蓋方面面臨困難，目前僅僅在熱點(diǎn)業(yè)務(wù)中應(yīng)用，像TDSCDMA。
　　不過(guò)，因?yàn)門DD在高帶寬的多媒體應(yīng)用中上下行流量的非對(duì)稱性和單一頻譜的靈活性，更適合基于IP的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，在核心網(wǎng)、移動(dòng)網(wǎng)IP化的潮流下，TDD在各種下一代無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中都得到了重視。
　　在4G網(wǎng)絡(luò)時(shí)代，視頻流媒體、交互Web等下行流占據(jù)絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，也因此人們對(duì)TDD在4G的應(yīng)用充滿了期待，TDD受到了下一代無(wú)線系統(tǒng)WiMAX和IEEE802.20的關(guān)注。
　　然而在目前，TDD模式在運(yùn)營(yíng)中還面臨一系列技術(shù)問(wèn)題，如交叉時(shí)隙干擾、操作干擾、轉(zhuǎn)接時(shí)延以及發(fā)送信道狀態(tài)信息超時(shí)，所以使用單一模式的TDD還是不現(xiàn)實(shí)的。
　　TDD和FDD在技術(shù)特點(diǎn)上各有各的優(yōu)勢(shì)，中國(guó)是世界第一移動(dòng)大國(guó)，頻譜資源日益短缺是移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)迫切需要解決的第一問(wèn)題。對(duì)頻譜資源，每一個(gè)人都會(huì)明白：FDD頻譜資源緊張，TDD頻譜資源豐富。在這一點(diǎn)上，TDD的優(yōu)勢(shì)更明顯一些，所以在中國(guó)，從TDSCDMA3G到4G的各個(gè)階段，都將更傾向于使用TDD技術(shù)。