频分双工

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频分双工（Frequency Division Duplexing; FDD）

　　频分双工，也称为全双工，操作时需要两个独立的信道。一个信道用来向下传送信息，另一个信道用来向上传送信息，两个信道之间存在一个保护频段，以防止邻近的发射机和接收机之间产生相互干扰。其特点是在分离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。大多数LTE运营商已经部署了FDD制式，在网络部署中最广泛使用的频段仍是1800MHz，在商用LTE网络中占到了44%，58个国家和地区的108家运营商已经启用1800MHz系统。截止2013年底，有499家运营商正在143个国家和地区投资LTE。其中，448家运营商承诺在134个国家和地区部署LTE网络，还有51家正在9个国家和地区试用、测试LTE，或进行研究。

　　频分双工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。

　　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。但FDD必须采用成对的频率，即在每2x5MHz的带宽内提供第三代业务。该方式在支持对称业务时，能充分利用上下行的频谱，但在非对称的分组交换工作时，频谱利用率则大大降低（由于低上行负载，造成频谱利用率降低约40%），在这点上，TDD模式有着FDD无法比拟的优势。

　　基于CDMA技术的三种RTT技术规范是第三代移动通信的主流技术，也称为一个家庭，三个成员。CDMA DS和CDMA MC是频分双工模式（FDD），CDMA TDD是时分双工模式（TDD），ITU-R为3G的FDD模式和TDD模式划分了独立的频段，在将来的组网上，TDD模式和FDD模式将共存于3G网络。

　　回顾移动系统的发展历史，2G/3G两个主要的技术流派，3GPP和3GPP2。3GPP主要支持GSM和WCDMA以及TDSCDMA技术，3GPP2则主要支持CDMA以及CDMAEVDO技术。随着电信市场全球化的发展以及运营商之间竞争和合作的增强，从成本，技术成熟性，全球漫游以及终端等多方面考虑，技术的规模化效应越来越成为运营商考虑技术选择的首要因素,GSM/WCDMA/HSPA的优势日趋显著, 已经占全球移动市场份额的86%以上。在后3G时代，LTE作为3GPP的下一步演进,已经成为全球运营商的共同选择。这里面可以看到几个有里程碑意义的事件，第一个在2007年的11月29号，美国Verizon宣布采取LTE升级其CDMA移动系统，作为下一步的发展方向。我们也看到很多主流的其他的一些CDMA的运营商也表态会跟进这样的趋势。同时，高通宣布支持将推出LTE-CDMA双模芯片组。另外一个方面，中国移动在2008年的2月13号宣布将携手沃达丰等多个全球主流运营商共同开展LTE的技术测试，会同时包括LTE FDD和TD－LTE两种模式。可见，在后3G时代，LTE，包括LTE FDD和TD－LTE正在成为主流运营商未来网络演进的考虑。

　　LTEFDD和TD－LTE的联合应用可以为运营商达到最好的规模化效应。TD－LTE和LTE FDD共用平台带来规模优势。

　　从标准发展的角度来看，LTEFDD和TD－LTE在技术规范上存在非常大的共通性和统一性，主要体现在LTEFDD和TDD共享相同的层二和层三结构，物理层主要帧结构相关的区别，关键技术基本一致。这样无论是在系统侧和终端侧都能比较容易且低成本的实现对FDD和TDD双模的支持。另一方面，LTE系统开始就同时针对FDD和TDD进行了优化设计，因此FDD 和 TDD 模式可以达到近似的频谱利用效率。

　　更为重要的的是，TD－LTE是中国3G技术TDSCDMA的自然演进路径，主要体现在TD－LTE和TD－SCDMA使用相兼容的帧格式结构，同时在天线技术上也保持很好的相容性。

　　在核心网方面，核心网的演进（也就是通常所说说的SAE），也是在当前的二代系统，或者是三代系统数据交换核心网的基础上发展起来的，共享的核心网可以同时支持二代，三代以及LTEFDD和TD－LTE的接入。这样就可以保证有非常紧密的互操作性，保证了无论是FDD和TDD系统的平滑升级。

　　在整个LTE标准发展方面，爱立信一直是3GPP中最活跃的厂家之一，全力推动LTE标准化进程。在通常的标准化的衡量标准中，也就是在标准化里面的贡献的总数目，涵盖了FDD和TDD，爱立信的贡献排在第一位的。特别是在TD－LTE方面，爱立信非常支持TD－LTE和LTEFDD的协同发展。另外，必须指出的是，在TD-LTE的发展上，中国运营商和厂家做出了相当大的贡献，把整个标准化向全球推广。而爱立信在这方面和国内的运营商和厂商，在基础研发和标准化的方面进行了大量合作，建立了良好的伙伴关系，一起推动TD-LTE的发展。

　　只要是双向通信，就需要一定的双工工作模式。当前蜂窝无线电通信领域使用双工模式主要是频分双工和时分双工，即FDD与TDD。其具体的特征是：

　　1、FDD采用两个对称的频率信道来分别发射和接收信号，发射和接收信道之间存在着一定的频段保护间隔。

　　2、TDD的发射和接收信号是在同一频率信道的不同时隙中进行的，彼此之间采用一定的保证时间予以分离。它不需要分配对称频段的频率，并可在每信道内灵活控制、改变发送和接收时段的长短比例，在进行不对称的数据传输时，可充分利用有限的无线电频谱资源。

　　根据FDD、TDD两种工作模式的特点，在移动通信网络中，它们各自有着不同的适用范围：采用FDD模式工作的系统是连续控制的系统，适应于大区制的国家和国际间覆盖漫游，适合于对称业务如话音、交互式适时数据等。采用TDD模式工作的系统是时间分隔控制的系统，适应于城市及近郊等高密度地区的局部覆盖和对称及不对称数据业务。特别是它的可不对称传输数据的功能，尤为适合接入当今世界流行的Internet。因为，在互联网的数据传输过程中，往往要求下行速率远远大于上行速率。

　　采用FDD模式的移动系统与采用TDD模式的移动系统相比，互有以下优缺点：

　　1、FDD必须使用成对的收发频率。在支持对称业务时能充分利用上下行的频谱，但在进行非对称的数据交换业务时，频谱的利用率则大为降低，约为对称业务时的60%。而TDD则不需要成对的频率，通信网络可根据实际情况灵活地变换信道上下行的切换点，有效地提高了系统传输不对称业务时的频谱利用率。

　　2、根据ITU对3G的要求，采用FDD模式的系统的最高移动速度可达500KM/h，而采用TDD模式的系统的最高移动速度只有120KM/h。两者相比，TDD系统明显稍逊一筹。因为，目前TDD系统在芯片处理速度和算法上还达不到更高的标准。

　　3、采用TDD模式工作的系统，上、下行工作于同一频率，其电波传输的一致性使之很适于运用智能天线技术，通过智能天线具有的自适应波束赋形，可有效减少多径干扰，提高设备的可靠性。而收、发采用一定频段间隔的FDD系统则难以采用上述技术。同时，智能天线技术要求采用多个小功率的线性功率放大器代替单一的大功率线性放大器，其价格远低于单一大功率线性放大器。据测算，TDD系统的基站设备成本比FDD系统的基站成本低约20%~50%。

　　4、在抗干扰方面，使用FDD可消除邻近蜂窝区基站和本区基站之间的干扰。但仍存在邻区基站对本区移动机的干扰及邻区移动机对本区基站的干扰。而使用TDD则能引起邻区基站对本区基站、邻区基站对本区移动机、邻区移动机对本区基站及邻区移动机对本区移动机四项干扰。综比两者，可见FDD系统的抗干扰性能要好于TDD系统。但随着新技术的不断出现，TDD系统的抗干扰能力一定会有大幅度的提高。目前方正连宇公司推出的LAS-TDMA新技术就在这方面有了新的突破。