TDD技术比FDD先进,为什么TDD还不如FDD好?为什么移动没有选择FDD

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所以TDD系统在高速场景下不如FDD,我们就叫FDD帧结构和TDD帧结构吧,TDD帧结构比FDD帧结构复杂,一个无线帧是10ms,为什么中国移动搞TD-SCDMA和TDD LTE,为什么TDD还不如FDD好大家好,这就是一个FDD帧结构的样子,难道TDD就是不如FDD吗。

TDD技术比FDD先进,为什么TDD还不如FDD好

大家好,我是小枣君。

大家都知道,LTE通常分为FDD LTETDD LTE。

提起TDD,稍微懂一点通信的同学,一定会想到中国移动。

是的,一直以来,中国移动就是TD/TDD的代名词。因为从3G时代开始,中国移动就沾上了TD,使用的是TD-SCDMA这个通信标准。

到了4G时代,中国移动可以说是“命里带T”,被工信部“光荣”授予了TDD LTE牌照。

而中国联通和中国电信,3G时代分别用的WCDMA和CDMA2000技术,到了4G时代,携手走向FDD LTE(虽然名义上也有TDD)。

那么,问题来了,为什么大家提到TD的时候,总有谈虎色变、一脸嫌弃?为什么中国移动搞TD-SCDMA和TDD LTE,总是让人觉得掉进大坑?

难道TDD就是不如FDD吗?它们之间,到底有什么区别呢?

今天,小枣君就给大家解释一下这个问题。

FDD和TDD,分别是什么?

其实,FDD和TDD,从本身字面上来说,只是代表了两种不同的双工方式:

TDD,时分双工(Time Division Duplexing)

FDD,频分双工(Frequency Division Duplexing)

什么叫“双工”?

我和你通信,像广播一样,只能我说你听,是单工;像对讲机一样,同一时间只能一方说,另一方听,就是半双工;如果双方可以同时说和听,就是全双工。

TDD和FDD的区别,通过下面的图就能看出来:

注意箭头的方向

举个例子,它们俩就像双车道和单车道。

  • FDD:双车道,一个车道只能走一个方向,双向互不干扰。

  • TDD:单车道,不同时间允许走不同的方向。

所以,给FDD分配频段,一般都是成对分配——给一个频段发送,另外再给一个频段接收。 而TDD呢?只会给一个频段。

那么,是不是TDD就节约频段资源啦?别急,待会我再告诉大家。

虽然看上去TDD和FDD区别很大,但是从整个系统来说,FDD LTE和TDD LTE的区别很小。

核心网完全一样,无线接口协议上,两者绝大部分都是相同的:

TDD和FDD,区别就在于物理层(physical layer,PHY)。

什么是帧?

在之前小枣君的文章里(链接在此),我提到过RB(资源块),也提到了“时隙”。

它们都是移动通信物理层的关键概念,是组成通信资源的基本单位。

时隙再往上,就是帧了。

简单理解,帧也是数据传输的载体单位,就是上节课所说的“豆腐块”。

LTE共支持两种无线帧结构:

  • Frame structure type 1 (适用于FDD)

  • Frame structure type 2 (适用于TDD)

为了方便理解,我们就叫FDD帧结构TDD帧结构吧。

请拿手机的童鞋旋转90°。电脑前的童鞋,只能向右歪头90°了。。。

这就是一个FDD帧结构的样子。

无线帧,也叫无线系统帧,它的长度是10ms。

为什么无线帧的长度是10ms?

这就需要一点大学“信号与系统”方面的知识了。

它是这么得出来的:

晕了没?

没关系,请记住,一个无线帧是10ms,就OK了。

一个无线帧,包括10个子帧。每个子帧,包括2个时隙。

1 slot(时隙)= 0.5 ms

1 subframe(子帧) = 1 ms

1 frame(无线帧) = 10ms

现在,我们再来看TDD帧结构。

请大家继续翻转手机90°,or 向右歪头90°。

大家发现,TDD帧结构比FDD帧结构复杂,是不?

确实如此。。。

TDD帧结构里面,除了无线帧和子帧之外,中间还有一个“半帧”。

一个无线帧,包括2个半帧。每个半帧,包括5个子帧。

1 slot(时隙)= 0.5 ms

1 subframe(子帧) = 1 ms

1 half-frame(半帧)= 5 ms

1 frame(无线帧) = 10ms

大家一定发现了,1号6号子帧与其它子帧不太一样啊。。。

DwPTS、GP、UpPTS,这3个家伙是什么鬼?

是的,1号和6号子帧,叫做特殊子帧。

特殊子帧里面包括3个特殊时隙

  • DwPTS : Downlink Pilot Time Slot 下行导频时隙

  • GP : Guard Period 保护间隔

  • UpPTS : Uplink Pilot Time Slot 上行导频时隙

大家知道,TDD在一条马路上来回开车,当然会存在控制和调度问题。

为了节省网络开销,TD-LTE允许利用特殊时隙DwPTS和UpPTS传输系统控制信息。

GP用于上行和下行的隔离。小区半径越大,GP就应该越大。

其实,大家都应该能够理解,对于同一个车道,会存在不同的运输场景:

  • A到B的车多(不对称)

  • B到A的车多(不对称)

  • A到B和B到A的车一样多(对称)

如果你是FDD,那么,遇到上下行车辆不均衡的情况,就会出现资源浪费:

搞TDD,虽然会带来一些管理上的开销,但总体上还是提高了资源的利用率。

在TDD帧结构里面,就根据不同的场景,定制化设计了不同的时隙配比方式。

D : Downlink subframe 下行子帧

U : Uplink subframe 上行子帧

S : Special subframe 特殊子帧

那个5ms10ms是什么意思呢? 代表转换周期。

  • 转换周期为5ms,表示每5ms就有一个特殊时隙。每10ms有两个上下行转换点。适合时延要求高的场景。

  • 转换周期为10ms,表示每10ms就有一个特殊时隙。对时延的保证略差。但是系统损失的容量较小。

鱼与熊掌,不可兼得啦。

综上所述,TDD相对于FDD,有哪些优势呢?

优势如下:

  • 能够灵活配置频率,使用FDD不易使用的零散频段;

  • 可以通过调整上下行时隙转换点,灵活支持非对称业务;

  • 具有上下行信道一致性,基站的接收和发送可以共用部分射频单元,降低了设备成本;

  • 接收上下行数据时,不需要收发隔离器,只需要一个开关即可,降低了设备的复杂度。

缺点也很明显:

  • TDD系统上行链路发射功率的时间比FDD短,因此TDD基站的覆盖范围明显小于FDD基站;

  • TDD系统收发信道同频,无法进行干扰隔离,系统内和系统间存在干扰;

  • 为了避免与其他无线系统之间的干扰,TDD需要预留较大的保护带,影响了整体频谱利用效率;

  • 因为高速运动下信道变化快,TDD分时系统导致手机报告的信道消息有所延迟,所以TDD系统在高速场景下不如FDD。

总而言之,大家不要对TD-LTE抱有偏见,TDD在很多应用场景下,还是有它的优势滴。如果TDD和FDD融合组网,那也是一个很不错的选择哟!

哦,对了,差点忘记TD-SCDMA了。

不过,忘了也没关系。我倒是建议大家忘掉它。据了解,中国移动已经把这个TD-SCDMA退网退得差不多了。。。

如果大家一定要记住它,那么,只需要记住一点就够了——TDD LTE和FDD LTE之间的差距,比3G时代TD-SCDMA和WCDMA之间的差距,小得多。毫无疑问,TD-SCDMA是一个很“不OK”的技术标准。

好啦!今天就介绍到这里哈! 感谢大家的观看!

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为什么移动没有选择FDD

应邀回答本行业问题。

不是移动不选择FDD,而是工信部一直就不许移动发展FDD,这个禁令去年才被解除。

中国移动是体量最大的运营商,也是实力最强大的移动通信运营商,也是承担最大的责任的运营商。

中国的自主通信技术研发从3G时代开始,中国自主研发的3G国际标准TD-SCDMA问世。相比WCDMA和CDMA2000来说,TD-SCDMA是商业化最不成熟的3G标准,也没有得到欧美的设备生产商的支持。

中国移动由于实力最强,也不得不挺身而出,接下来了TD-SCDMA的商用网络组网,中国自己的标准,商业化最不成熟的3G标准,也让移动吃到了不少的苦头。不过,就根本上来讲,TD-SCDMA是中国撬开了世界通信技术标准的大门,第一次在世界通信业发出了自己的声音,历史意义是非常大的,不能否认TD-SCDMA存在的意义。

到了4G时代,我国推出了自己主导的TD-LTE标准,而毫不例外的,这次还是移动来继续抗下了这个责任。

2013年12月4日,工信部向三大运营商中国移动、中国联通、中国电信同时发放了TD-LTE的牌照。

但是只有中国移动开始大规模的组网建设,中国电信和中国联通只是象征性的建设了极少的基站做为实验网使用。

2014年中国电信和中国联通就开始了较大规模的FDD-LTE实验网建设,其实这时候电信和联通已经算是开始FDD-LTE建设了,只是缺少一张牌照做为正式许可而已。

2015年2月28日,工信部正式的向联通和电信发放了FDD-LTE的牌照,但是却没有向移动发放FDD-LTE的牌照。

所以,不是中国移动没有选择FDD-LTE,而是工信部直接替移动做出了这种选择。

TD-LTE和FDD-LTE有频谱效率高,终端成本低,组网更灵活的优点,但是就覆盖距离和终端高速移动的支持上,是不如FDD-LTE的。不过中国移动通过建设了200多万个4G基站和进行了高铁相关的优化工作来最大程度的补齐了这部分的短板。

中国移动直到2018年4月3日才获得了FDD-LTE的牌照。

TD-LTE最大的问题是无法支持物联网需要的NB-IOT,这块是移动最头疼的地方,移动的大量物联网终端都是基于2G的GSM的,这点也制约了移动的物联网的发展,不过尽管如此,移动的物联网发展还是远远强于电信和联通。

中国移动缺少FDD-LTE牌照的情况直到2018年才得改变,2018年4月3日,工信部向中国移动正式发放了FDD-LTE牌照,从这一天起中国移动才获得了正式建设自己的FDD-LTE网络的权利。

总而言之,并不是中国移动没有选择FDD-LTE,是直到2018年移动才取得了FDD-LTE的牌照,才可以建设FDD-LTE的基站。

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