技术分:4G通信TD-LTE与FDD-LTE

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4G应该是近段曝光率频繁的一个词，在国内很多人还没有吃上3G通信时代的大餐之际，4G通信时代便悄然慢慢走近我们。中国移动是最早部署4G网络的运营商，从大规模的宣传中基本可以确定中国移动将会采用具有大量自主知识产权的TD-LTE制式，除却TD-LTE之外，世界上广泛采用的一种4G标准还有FDD-LTE。本期技术分析便一起来详细认识这两种4G网络模式。

4G网络

　　4G即是第四代移动电话行动通信标准（英语：fourth generation of mobile phone mobile communications standards，缩写为4G），也是3G之后的延伸。这套无线通信标准，从技术标准的角度看，按照ITU的定义，静态传输速率达到1Gbps，用户在高速移动状态下可以达到100Mbps，就可以作为4G的技术之一。

　　4G的标准有以下两个：

　　LTE Advanced（长期演进技术升级版）：是LTE的增强，完全向后兼容LTE，通常通过在LTE上通过软件升级即可，升级过程类似于从WCDMA升级到HSPA。峰值速率：下行1Gbps，上行500Mbps。是第一批被国际电信联盟承认的4G标准，也是事实上的唯一主流4G标准。

　　WiMAX-Advanced（全球互通微波存取升级版）：即IEEE 802.16m是WiMAX的增强，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。也是国际电信联盟承认的4G标准，不过随着英特尔于2010年退出，WiMAX技术也逐渐被运营商放弃，并开始将设备升级为LTE，WiMAX论坛也于2012年将TD-LTE纳入WiMAX 2.1规范。

　　这一看，这与我们现在所说的4G网络还是有距离的，实际上我们现在所说的4G网络，只可以算是准4G，是3G网络向4G网络后续演进的一个过程。现在，LTE、WiMax是谈论得最多的两种4G技术，实际这两者只能算是准4G技术，是3G向4G演进的必经之路。一般来说，现在的4G网络就是指LTE网络。WiMax的前身是WiFi，但覆盖范围比WiFi要广得多。LTE的定位是移动通信宽带化，WiMax是将宽带无线化。它俩是竞争对手，但LTE阵营强大的多。

4G网络的正常演进形态

　　其中LTE(Long Term Evolution，长期演进技术)技术便是3G的演进，通常被称作3.9G，包括TDD、FDD两种双工模式，TD-LTE是LTE的TDD版本，而FDD-LTE是LTE的FDD版本。LTE是3GPP2004年启动的项目，分为FDD-LTE、TD-LTE，前者由欧美主导，后者由我国主导，2007年工信部把TDD-LTE命名为TD-LTE。

TD-LTE

　　TD-LTE（Time Division Long Term Evolution，分时长期演进）是基于3GPP长期演进技术（LTE）的一种通讯技术与标准，属于LTE的一个分支。该技术由上海贝尔、诺基亚西门子通信、大唐电信、华为技术、中兴通讯、中国移动、高通、ST-Ericsson等业者共同开发。

3GPP组织

　　3GPP是通信规则的制定者，1998年12月成立，由欧洲、日本、中国、美国的权威组织构成，主要目的是为推进3G标准化工作，制定了WCDMA、TD-SCDMA标准。2004年时，又启动LTE(准4G技术)项目。2008年，正式立项LTE-Advanced。

　　TD-LTE也叫LTE TDD，TDD即指时分双工（Time-division duplex）。值得注意的是，中国媒体普遍将TD-LTE宣传为中国国产标准，事实上其技术属于LTE（长期演进技术）。中国ZF和企业是TD-LTE的主要推动者。TD-LTE的升级版叫做TD-LTE Advanced，这才是真正的4G标准。

中国移动主导推送TD-LTE发展

　　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

　　FDD（频分双工）是该LTE技术的双工模式之一，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。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。

FDD-LTE被多个国家运营商采用

　　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。FDD模式的优点是采用包交换等技术，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。

技术上差异

　　TD-LTE是时分多址的LTE，FDD-LTE是频分多址的LTE。简单的说，时分就是不同的用户占用不同的时间，而频分是不同的用户占用不同的频率。

　　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。FDD必须采用成对的频率，依靠频率来区分上下行链路。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。

两者的工作原理区别

　　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

　　从上图的英文版可以看到，横坐标为时间轴，而竖坐标为频率轴。DL代表下行数据，而UL代表上行数据。FDD方式下，上行数据与下行数据在同一对称频率上，需要同时传输，优势在于频率宽度大，数据传输速度快。但如果遇到非对称业务，如下载东西等，下行数据会远远大于上行，因此上行数据的频率信道便会被占用。TDD方式下，上下行数据在同一时间里面并不需要一起传输，因此其可以根据上下行的数据大小动态进行分配，对于频率信道的利用率更好。

何谓对称与不对称业务？

　　对称业务就是比如打电话，上行，下行数据量差不多；不对称业务比如上网，一般是下载数据量远远大于上传的数据量。对称业务需要上下行用一样多的频谱资源，LTE技术可以自由配置上下行频谱资源。

　　TDD和FDD各有千秋，并不能说TDD就比FDD的好，但相对FDD来说，TDD具有以下优势：灵活的带宽配比，频谱利用率较高（尤其是非对称业务）。

网络建设情况

　　2010年，国内三大运营商开始部署LTE网络。2011年，中国移动在上海、广州、深圳等6个城市开始TD-LTE试验网建设，并率先在香港进行了首个FDD-LTE与TD-LTE融合4G网络的商用。

中国移动香港采用FDD-LTE与TD-LTE融合组网

　　2013年在广州、上海、杭州等地进行了TD-LTE的试商用。2010年，中国电信在上海、南京、广州等地开始FDD-LTE试验网建设，中国联通也建设了几十个FDD-LTE基站。今年，中国移动正在全国建设20万个TD-LTE，将覆盖全国344个城市。

三大运营商的建网情况

　　国内三家运营商中国移动、联通、电信采用的3G标准分别是TD-SCDMA、WCDMA、CDMA2000。来到了4G时代，多方消息证明中国移动还是坚定不移地走TD-LTE的演进路线。而根据中国联通、电信高层在一些活动出席场合所透露，这两者更加倾向于FDD-LTE的演进，因为这种演进史符合国际化的方向。不过最终三大运营商将会采用何种制式尚未有定论，因为工信部还没有正式发放4G的牌照。

下一代iPhone是否支持TD-LTE？

全球商用情况

　　总体来说，FDD-LTE的商用情况比TDD-LTE要强许多。据GSA数据显示，截至今年3月19日，全球有156家运营商已在67个国家/地区推出LTE商用服务。

日本运营商软银布置的是AXGP（与TD-LTE网络兼容）

　　其中实现TD-LTE商用的运营商数量为14家，即将部署LTE TDD网络的有19家，大多数国家与运营商都是采用FDD-LTE进行建网。而包括中国移动。目前只有中移动和国外日本软银、沙特Mobily、波兰Aero2还有印度一个运营商等采用TD-LTE。

总结

　　LTE技术无疑在准4G时代中占据主流的，其中它的分支FDD-LTE与TD-LTE各有技术、成本、产业规模和政策方面的优势。从现在世界范围来看，FDD-LTE的发展形势和成熟度要比TD-LTE要好，但是后者拥有了大量的国产自主知识产权，而且技术上也具独有的优势：频谱利用率高和灵活性较佳，因此发展潜力还是很大的。不过TD-LTE要做大做强，在产业规模、产业链完善、终端普及和网络建设方面还是需要加把劲。

[ Edited by htttg on 2013-5-29 10:42 ]