FDD、TDD在我国移动通信业务中的规划和应用

admin

面对用户群的持续增长及人们对利用移动网络随时随地快速接入Ｉｎｔｅｒｎｅｔ需求的增加，频谱利用率偏低、数据传输能力较弱的２Ｇ网络已很难满足社会发展的需要。
　　
　　因而，引入技术更为先进的３Ｇ，在我国已是势在必然。
　　
　　一、ＦＤＤ、ＴＤＤ在３Ｇ标准中的应用
　　为达到高系统容量、高速率传输数据的目的，国际电联ＩＴＵ对３Ｇ网络提出了如下要求：
　　
　　１具备支持从话音到多媒体业务的能力，特别是要支持Ｉｎｔｅｒｎｅｔ业务；
　　
　　２高速移动时能提供最高达１４４ｋｂｓ、慢速移动时能提供最高达３８４ｋｂｓ、静止时能提供最高达２Ｍｂｓ的数据传输速率；
　　
　　３通讯时能做到保密性强，服务质量高；
　　
　　４能做到全球无缝覆盖，具有高效的频谱利用率。
　　
　　为此，ＩＴＵ在２０００年５月批准了针对３Ｇ网络的ＩＭＴ２０００无线接口的５种技术规范，其中又以３种ＣＤＭＡ技术为主。即：ＷＣＤＭＡ、ｃｄｍａ２０００和ＴＤ—ＳＣＤＭＡ。在这三种主流技术标准中，ＷＣＤＭＡ、ｃｄｍａ２０００是ＦＤＤ模式，ＴＤ—ＳＣＤＭＡ则是ＴＤＤ模式。
　　
　　二、ＦＤＤ、ＴＤＤ的特征
　　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ＲＣ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。
　　
　　三、ＦＤＤ、ＴＤＤ的适用范围
　　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。
　　
　　四、ＦＤＤ、ＴＤＤ的优缺点
　　采用ＦＤＤ模式的移动系统与采用ＴＤＤＭ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５００ｋｍｈ，而采用ＴＤＤ模式的系统的最高移动速度只有１２０ｋｍｈ。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。
　　
　　五、ＦＤＤ、ＴＤＤ移动系统在我国的频段使用与划分
　　我国目前由中国移动、中国联通运营的ＧＳＭ网和ＣＤＭＡ网采用的都是ＦＤＤ工作模式。ＴＤＤ模式的实际运营网络只有中国电信、中国网通的ＰＨＳ系统俗称“小灵通”。
　　
　　在２Ｇ网络的频率分配上，中国移动ＦＤＤ模式的ＧＳＭ系统占用了７８ＭＨＺ的频率ＧＳＭ９００：上行８８５～９０９ＭＨｚ，下行９３０～９５４ＭＨｚ；ＧＳＭｌ８００：上行１７１０一１７２５ＭＨｚ，下行１８０５～１８２０ＭＨｚ，中国联通ＦＤＤ模式的ＧＳＭ、ＣＤＭＡ系统占用了６２ＭＨｚ的频率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。而中国电信、中国网通ＴＤＤ模式的ＰＨＳ系统只占用了２０Ｍ频率ＰＨＳ：１９００～１９２０ＭＨｚ。
　　
　　针对３Ｇ的发展需求，国家无线电管理局在国际频率规划的基础上，结合国情，科学地制定了我国的３Ｇ频率划分方案。２００２年颁布的信部无４７９号文明确规定采用ＦＤＤ、ＴＤＤ模式网络的频率分配如下：
　　
　　１、主要工作频段
　　
　　ＦＤＤ模式 １９２０～１９８０ＭＨｚ２１１０～２１７０ＭＨｚ
　　
　　ＴＤＤ模式 １８８０～１９２０ＭＨｚ、２０１０～２０２５ＭＨｚ
　　
　　２、补充工作频段
　　
　　ＦＤＤ模式 １７５５～１７８５ＭＨｚ１８５０～１８８０ＭＨｚ
　　
　　ＴＤＤ模式 ２３００～２４００ＭＨｚ
　　
　　由上统计得出，ＦＤＤ模式的３Ｇ系统得到了１８０Ｍ的频谱，ＴＤＤ模式的３Ｇ系统得到了１５５Ｍ的频谱。加上现今运营的８００Ｍ、９００Ｍ、１８００Ｍ频段的２６ＦＤＤ频谱，未来的３ＧＦＤＤ频谱总计为３２０ＭＨｚ。
　　
　　六、结语
　　ＦＤＤ模式与ＴＤＤ模式互有长短。在我国未来的３Ｇ移动通信网络中，将依靠ＦＤＤ模式实现国内或国际间的通信覆盖与漫游，而在城镇及近郊等人口密集地区，ＴＤＤ模式将发挥积极的作用。我们相信：两种模式的网络将在不断吸取新技术的前提下共同发展，从而各自在未来的通信市场中占据自己的一席之地。