FDD

概述

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

FDD對比TDD

　　特征
　　只要是雙向通信，就需要一定的雙工工作模式。當前蜂窩無線電通信領域使用雙工模式主要是頻分雙工和時分雙工，即FDD與TDD。其具體的特征是：
　　1.FDD采用兩個對稱的頻率信道來分別發(fā)射和接收信號，發(fā)射和接收信道之間存在著一定的頻段保護間隔。
　　2.TDD的發(fā)射和接收信號是在同一頻率信道的不同時隙中進行的，彼此之間采用一定的保證時間予以分離。它不需要分配對稱頻段的頻率，并可在每信道內(nèi)靈活控制、改變發(fā)送和接收時段的長短比例，在進行不對稱的數(shù)據(jù)傳輸時，可充分利用有限的無線電頻譜資源。
　　適用范圍
　　FDD對比TDD根據(jù)FDD、TDD兩種工作模式的特點，在移動通信網(wǎng)絡中，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)，適應于大區(qū)制的國家和國際間覆蓋漫游，適合于對稱業(yè)務如話音、交互式適時數(shù)據(jù)等。
　　采用TDD模式工作的系統(tǒng)是時間分隔控制的系統(tǒng)，適應于城市及近郊等高密度地區(qū)的局部覆蓋和對稱及不對稱數(shù)據(jù)業(yè)務。特別是它的可不對稱傳輸數(shù)據(jù)的功能，尤為適合接入當今世界流行的Internet。因為，在互聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳輸過程中，往往要求下行速率遠遠大于上行速率。
　　優(yōu)缺點
　　采用FDD模式的移動系統(tǒng)與采用TDDＭ模式的移動系統(tǒng)相比，互有以下優(yōu)缺點：
　　1.FDD必須使用成對的收發(fā)頻率。在支持對稱業(yè)務時能充分利用上下行的頻譜，但在進行非對稱的數(shù)據(jù)交換業(yè)務時，頻譜的利用率則大為降低，約為對稱業(yè)務時的60%。而TDD則不需要成對的頻率，通信網(wǎng)絡可根據(jù)實際情況靈活地變換信道上下行的切換點，有效地提高了系統(tǒng)傳輸不對稱業(yè)務時的頻譜利用率。
　　2.根據(jù)ITU對3G的要求，采用FDD模式的系統(tǒng)的最高移動速度可達500KM/h，而采用TDD模式的系統(tǒng)的最高移動速度只有120KM/h。兩者相比，TDD系統(tǒng)明顯稍遜一籌。因為，目前TDD系統(tǒng)在芯片處理速度和算法上還達不到更高的標準。
　　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于運用智能天線技術，通過智能天線具有的自適應波束賦形，可有效減少多徑干擾，提高設備的可靠性。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。同時，智能天線技術要求采用多個小功率的線性功率放大器代替單一的大功率線性放大器，其價格遠低于單一大功率線性放大器。據(jù)測算，TDD系統(tǒng)的基站設備成本比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)基站對本區(qū)移動機的干擾及鄰區(qū)移動機對本區(qū)基站的干擾。而使用TDD則能引起鄰區(qū)基站對本區(qū)基站、鄰區(qū)基站對本區(qū)移動機、鄰區(qū)移動機對本區(qū)基站及鄰區(qū)移動機對本區(qū)移動機四項干擾。綜比兩者，可見FDD系統(tǒng)的抗干擾性能要好于TDD系統(tǒng)。但隨著新技術的不斷出現(xiàn)，TDD系統(tǒng)的抗干擾能力一定會有大幅度的提高。目前方正連宇公司推出的LAS-TDMA新技術就在這方面有了新的突破。
 

FDD在LTE中的作用

　　回顧移動系統(tǒng)的發(fā)展歷史，2G/3G兩個主要的技術流派，3GPP和3GPP2。3GPP主要支持GSM和WCDMA以及TDSCDMA技術，3GPP2則主要支持CDMA以及CDMAEVDO技術。隨著電信市場全球化的發(fā)展以及運營商之間競爭和合作的增強，從成本，技術成熟性，全球漫游以及終端等多方面考慮，技術的規(guī)模化效應越來越成為運營商考慮技術選擇的首要因素,GSM/WCDMA/HSPA 的優(yōu)勢日趨顯著, 已經(jīng)占全球移動市場份額的86%以上。在后3G時代，LTE作為3GPP的下一步演進,已經(jīng)成為全球運營商的共同選擇。這里面可以看到幾個有里程碑意義的事件，第一個在2007年的11月29號，美國Verizon宣布采取LTE升級其CDMA移動系統(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的運營商也表態(tài)會跟進這樣的趨勢。同時，高通宣布支持將推出LTE-CDMA 雙模芯片組。另外一個方面，中國移動在2008年的2月13號宣布將攜手沃達豐等多個全球主流運營商共同開展LTE的技術測試，會同時包括LTE FDD和TD－LTE兩種模式?？梢姡诤?G時代，LTE，包括LTE FDD和TD－LTE正在成為主流運營商未來網(wǎng)絡演進的考慮。
　　LTEFDD和TD－LTE的聯(lián)合應用可以為運營商達到最好的規(guī)模化效應。
　　TD－LTE和LTE FDD共用平臺帶來規(guī)模優(yōu)勢
　　從標準發(fā)展的角度來看，LTE FDD和TD－LTE在技術規(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構，物理層主要幀結構相關的區(qū)別，關鍵技術基本一致。這樣無論是在系統(tǒng)側和終端側都能比較容易且低成本的實現(xiàn)對FDD和TDD雙模的支持。另一方面，LTE系統(tǒng)開始就同時針對FDD和TDD進行了優(yōu)化設計，因此FDD 和 TDD 模式可以達到近似的頻譜利用效率。
　　更為重要的的是，TD－LTE是中國3G技術TDSCDMA的自然演進路徑，主要體現(xiàn)在TD－LTE和TD－SCDMA使用相兼容的幀格式結構，同時在天線技術上也保持很好的相容性。
　　在核心網(wǎng)方面，核心網(wǎng)的演進（也就是通常所說說的SAE），也是在當前的二代系統(tǒng)，或者是三代系統(tǒng)數(shù)據(jù)交換核心網(wǎng)的基礎上發(fā)展起來的，共享的核心網(wǎng)可以同時支持二代，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，保證了無論是FDD和TDD系統(tǒng)的平滑升級。
　　在整個LTE標準發(fā)展方面，愛立信一直是3GPP中最活躍的廠家之一，全力推動LTE標準化進程。在通常的標準化的衡量標準中，也就是在標準化里面的貢獻的總數(shù)目，涵蓋了FDD和TDD，愛立信的貢獻排在第一位的。特別是在TD－LTE方面，愛立信非常支持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，中國運營商和廠家做出了相當大的貢獻，把整個標準化向全球推廣。而愛立信在這方面和國內(nèi)的運營商和廠商，在基礎研發(fā)和標準化的方面進行了大量合作，建立了良好的伙伴關系，一起推動TD-LTE的發(fā)展。
 

FDD對3G的影響

　　只要是雙向通信，就需要一定的雙工工作模式。當前2G和3G通信領域使用雙工模式主要是頻分雙工和時分雙工，即FDD（Frequency Division Duplex)與TDD（Time Division Duplex），它們是各種無線系統(tǒng)中常用的雙工方式。
　　在現(xiàn)有的3G有三大主流技術標準：WCDMA、CDMA2000和TD-SCDMA，雖然它們都屬于CDMA技術，但是從它們的主要應用方面可分為兩類：WCDMA、CDMA2000屬于FDD標準；而TD-SCDMA屬于TDD標準。另外，3.5G的HSDPA系統(tǒng)中兼有FDD和TDD，而4G的前驅Mobile WiMAX兼有TDD、FDD、半雙工FDD。
　　FDD和TDD具體的特征是：
　　（1）FDD采用兩個對稱的頻率信道，發(fā)送和接收信道之間存在著一定的頻段保護間隔。如GSM、CDMA 1X的收發(fā)信道間隔為45 MHz，WCDMA的間隔為190 MHz。
　　（2）TDD的發(fā)送和接收信號在同一頻率信道的不同時隙中進行，在進行不對稱的數(shù)據(jù)傳輸時，可充分利用有限的頻譜資源。
　　采用FDD的移動系統(tǒng)與采用TDD的移動系統(tǒng)相比，互有以下優(yōu)缺點：
　?。?）FDD必須使用成對的收發(fā)頻率。在支持以語音為代表的對稱業(yè)務時能充分利用上下行的頻譜，但在進行以IP為代表非對稱的數(shù)據(jù)交換業(yè)務時，頻譜的利用率則大為降低，能有效地提高系統(tǒng)傳輸不對稱業(yè)務時的頻譜利用率。
　?。?）根據(jù)ITU對3G的要求，采用FDD模式的系統(tǒng)的最高移動速度可達500千米/小時，而采用TDD模式的系統(tǒng)的最高移動速度只有120千米/小時。這是因為，目前TDD系統(tǒng)在芯片處理速度和算法上還達不到更高的標準。
　?。?）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，可有效減少多徑干擾，提高設備的可靠性。而收、發(fā)采用一定頻段間隔的FDD系統(tǒng)則難以采用。據(jù)測算，TDD系統(tǒng)的基站設備成本比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，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，在3G移動網(wǎng)絡中，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，適應于大區(qū)制的國家和國際間覆蓋漫游，適合于對稱業(yè)務（如話音、交互式適時數(shù)據(jù)等）。
　　（2）采用TDD系統(tǒng)多是時間分隔控制，適用于城市及近郊等高密度地區(qū)的局部覆蓋和對稱及不對稱數(shù)據(jù)業(yè)務。特別是它的不對稱傳輸數(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。因為，在Internet的數(shù)據(jù)傳輸過程中，往往要求下行速率遠大于上行速率。

FDD對4G的影響

　　FDD上下行信號被不同頻率隔離，因此需要對稱頻譜。對語音應用來說，上下行流量是對稱的，
　　因此FDD在2G和3G蜂窩網(wǎng)絡中效率很高。而TDD上下行信號在時域上是分開的，它具有上下行流量的非對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，目前僅僅在熱點業(yè)務中應用，像TDSCDMA。
　　不過，因為TDD在高帶寬的多媒體應用中上下行流量的非對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，在核心網(wǎng)、移動網(wǎng)IP化的潮流下，TDD在各種下一代無線網(wǎng)絡中都得到了重視。
　　在4G網(wǎng)絡時代，視頻流媒體、交互Web等下行流占據(jù)絕對優(yōu)勢，也因此人們對TDD在4G的應用充滿了期待，TDD受到了下一代無線系統(tǒng)WiMAX和IEEE802.20的關注。
　　然而在目前，TDD模式在運營中還面臨一系列技術問題，如交叉時隙干擾、操作干擾、轉接時延以及發(fā)送信道狀態(tài)信息超時，所以使用單一模式的TDD還是不現(xiàn)實的。
　　TDD和FDD在技術特點上各有各的優(yōu)勢，中國是世界第一移動大國，頻譜資源日益短缺是移動網(wǎng)絡建設迫切需要解決的第一問題。對頻譜資源，每一個人都會明白：FDD頻譜資源緊張，TDD頻譜資源豐富。在這一點上，TDD的優(yōu)勢更明顯一些，所以在中國，從TDSCDMA3G到4G的各個階段，都將更傾向于使用TDD技術。