FDD、TDD在我國移動通信業務中的規劃和應用

2019-11-03 09:24:52

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供稿：網友

安徽省無委辦宣城管理處丁方樂

　　面對用戶群的持續增長及人們對利用移動網絡隨時隨地快速接入Ｉｎｔｅｒｎｅｔ需求的增加，頻譜利用率偏低、數據傳輸能力較弱的２Ｇ網絡已很難滿足社會發展的需要。

　　因而，引入技術更為先進的３Ｇ，在我國已是勢在必然。

　　一、ＦＤＤ、ＴＤＤ在３Ｇ標準中的應用

　　為達到高系統容量、高速率傳輸數據的目的，國際電聯ＩＴＵ對３Ｇ網絡提出了如下要求：

　　１具備支持從話音到多媒體業務的能力，特別是要支持Ｉｎｔｅｒｎｅｔ業務；

　　２高速移動時能提供最高達１４４ｋｂｓ、慢速移動時能提供最高達３８４ｋｂｓ、靜止時能提供最高達２Ｍｂｓ的數據傳輸速率；

　　３通訊時能做到保密性強，服務質量高；

　　４能做到全球無縫覆蓋，具有高效的頻譜利用率。

　　為此，ＩＴＵ在２０００年５月批準了針對３Ｇ網絡的ＩＭＴ２０００無線接口的５種技術規范，其中又以３種ＣＤＭＡ技術為主。即：ＷＣＤＭＡ、ｃｄｍａ２０００和ＴＤ—ＳＣＤＭＡ。在這三種主流技術標準中，ＷＣＤＭＡ、ｃｄｍａ２０００是ＦＤＤ模式，ＴＤ—ＳＣＤＭＡ則是ＴＤＤ模式。

　　二、ＦＤＤ、ＴＤＤ的特征

　　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射和接收信號，發射和接收信道之間存在著一定的頻段保護間隔。

　　２、ＴＤＤ的發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ＲＣ內靈活控制、改變發送和接收時段的長短比例，在進行不對稱的數據傳輸時，可充分利用有限的無線電頻譜資源。

　　三、ＦＤＤ、ＴＤＤ的適用范圍

　　根據ＦＤＤ、ＴＤＤ兩種工作模式的特點，在移動通信網絡中，它們各自有著不同的適用范圍：采用ＦＤＤ模式工作的系統是連續控制的系統，適應于大區制的國家和國際間覆蓋漫游，適合于對稱業務如話音、交互式適時數據等。

　　采用ＴＤＤ模式工作的系統是時間分隔控制的系統，適應于城市及近郊等高密度地區的局部覆蓋和對稱及不對稱數據業務。特別是它的可不對稱傳輸數據的功能，尤為適合接入當今世界流行的Ｉｎｔｅｒｎｅｔ。因為，在互聯網的數據傳輸過程中，往往要求下行速率遠遠大于上行速率。

　　四、ＦＤＤ、ＴＤＤ的優缺點

　　采用ＦＤＤ模式的移動系統與采用ＴＤＤＭ模式的移動系統相比，互有以下優缺點：

　　１、ＦＤＤ必須使用成對的收發頻率。在支持對稱業務時能充分利用上下行的頻譜，但在進行非對稱的數據交換業務時，頻譜的利用率則大為降低，約為對稱業務時的６０％。而ＴＤＤ則不需要成對的頻率，通信網絡可根據實際情況靈活地變換信道上下行的切換點，有效地提高了系統傳輸不對稱業務時的頻譜利用率。

　　２、根據ＩＴＵ對３Ｇ的要求，采用ＦＤＤ模式的系統的最高移動速度可達５００ｋｍｈ，而采用ＴＤＤ模式的系統的最高移動速度只有１２０ｋｍｈ。兩者相比，ＴＤＤ系統明顯稍遜一籌。因為，目前ＴＤＤ系統在芯片處理速度和算法上還達不到更高的標準。

　　３、采用ＴＤＤ模式工作的系統，上、下行工作于同一頻率，其電波傳輸的一致性使之很適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、發采用一定頻段間隔的ＦＤＤ系統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。據測算，ＴＤＤ系統的基站設備成本比ＦＤＤ系統的基站成本低約２０％～５０％。

　　４、在抗干擾方面，使用ＦＤＤ可消除鄰近蜂窩區基站和本區基站之間的干擾。但仍存在鄰區基站對本區移動機的干擾及鄰區移動機對本區基站的干擾。而使用ＴＤＤ則能引起鄰區基站對本區基站、鄰區基站對本區移動機、鄰區移動機對本區基站及鄰區移動機對本區移動機四項干擾。綜比兩者，可見ＦＤＤ系統的抗干擾性能要好于ＴＤＤ系統。但隨著新技術的不斷出現，ＴＤＤ系統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。

　　五、ＦＤＤ、ＴＤＤ移動系統在我國的頻段使用與劃分

　　我國目前由中國移動、中國聯通運營的ＧＳＭ網和ＣＤＭＡ網采用的都是ＦＤＤ工作模式。ＴＤＤ模式的實際運營網絡只有中國電信、中國網通的ＰＨＳ系統俗稱“小靈通”。

　　在２Ｇ網絡的頻率分配上，中國移動ＦＤＤ模式的ＧＳＭ系統占用了７８ＭＨＺ的頻率ＧＳＭ９００：上行８８５～９０９ＭＨｚ，下行９３０～９５４ＭＨｚ；ＧＳＭｌ８００：上行１７１０一１７２５ＭＨｚ，下行１８０５～１８２０ＭＨｚ，中國聯通ＦＤＤ模式的ＧＳＭ、ＣＤＭＡ系統占用了６２ＭＨｚ的頻率ＧＳＭ９００：上行９０９～９１５ＭＨｚ，下行９５４～９６０ＭＨｚ；ＧＳＭｌ８００：上行１７４５～１７５５ＭＨｚ，下行１８４０～１８５０ＭＨｚ；ＣＤＭＡ：上行８２５～８４０ＭＨｚ，下行８７０～８８５ＭＨｚ。而中國電信、中國網通ＴＤＤ模式的ＰＨＳ系統只占用了２０Ｍ頻率ＰＨＳ：１９００～１９２０ＭＨｚ。

　　針對３Ｇ的發展需求，國家無線電管理局在國際頻率規劃的基礎上，結合國情，科學地制定了我國的３Ｇ頻率劃分方案。２００２年頒布的信部無４７９號文明確規定采用ＦＤＤ、ＴＤＤ模式網絡的頻率分配如下：

　　１、主要工作頻段

　　ＦＤＤ模式１９２０～１９８０ＭＨｚ２１１０～２１７０ＭＨｚ

　　ＴＤＤ模式１８８０～１９２０ＭＨｚ、２０１０～２０２５ＭＨｚ

　　２、補充工作頻段

　　ＦＤＤ模式１７５５～１７８５ＭＨｚ１８５０～１８８０ＭＨｚ

　　ＴＤＤ模式２３００～２４００ＭＨｚ

　　由上統計得出，ＦＤＤ模式的３Ｇ系統得到了１８０Ｍ的頻譜，ＴＤＤ模式的３Ｇ系統得到了１５５Ｍ的頻譜。加上現今運營的８００Ｍ、９００Ｍ、１８００Ｍ頻段的２６ＦＤＤ頻譜，未來的３ＧＦＤＤ頻譜總計為３２０ＭＨｚ。

　　六、結語

　　ＦＤＤ模式與ＴＤＤ模式互有長短。在我國未來的３Ｇ移動通信網絡中，將依靠ＦＤＤ模式實現國內或國際間的通信覆蓋與漫游，而在城鎮及近郊等人口密集地區，ＴＤＤ模式將發揮積極的作用。我們相信：兩種模式的網絡將在不斷吸取新技術的前提下共同發展，從而各自在未來的通信市場中占據自己的一席之地。

　　
----《通信世界報》