在第三代移動通信系統以及未來的移動通信系統中,除了提供語音業務之外,數據和多媒體業務將成為主要內容,且上網、文件傳輸和多媒體業務通常具有上下行不對稱特性。LTE TDD系統在支持不對稱業務方面具有一定的靈活性。根據LTE TDD幀結構的特點,LTE TDD系統可以根據業務類型靈活配置LTE TDD幀的上下行配比。如瀏覽網頁、視頻點播等業務,下行數據量明顯大于上行數據量,系統可以根據業務量的分析,配置下行幀多于上行幀情況,如 6DL:3UL ,7DL:2UL,8DL:1UL,3DL:1UL等。而在提供傳統的語音業務時,系統可以配置下行幀等于上行幀,如2DL:2UL。
在LTE FDD系統中, 非對稱業務的實現對上行信道資源存在一定的浪費, 必須采用高速分組接入(HSPA) 、EV-DO 和廣播/組播等技術。相對于LTE FDD系統,LTE TDD系統能夠更好的支持不同類型的業務,不會造成資源的浪費。
(3)智能天線的使用
智能天線技術是未來無線技術的發展方向,它能降低多址干擾,增加系統的吞吐量。在LTE TDD系統中, 上下行鏈路使用相同頻率, 且間隔時間較短, 小于信道相干時間,鏈路無線傳播環境差異不大,在使用賦形算法時,上下行鏈路可以使用相同的權值。與之不同的是, 由于FDD 系統上下行鏈路信號傳播的無線環境受頻率選擇性衰落影響不同, 根據上行鏈路計算得到的權值不能直接應用于下行鏈路。因而, LTE TDD系統能有效地降低移動終端的處理復雜性。
另外,在LTE TDD系統中,由于上下行信道一致, 基站的接收和發送可以共用部分射頻單元, 從而在一定程度上降低了基站的制造成本。
(4)與TD-SCDMA的共存 LTE TDD系統還有一個LTE FDD無法比擬的優勢,就是LTE TDD系統能夠與TD-SCDMA系統共存。對現有通信系統來說,目前的數據傳輸速率已經無法滿足用戶日益增長的需求,運營商必須提前規劃現有通信系統向B3G/4G系統的平滑演進。由于LTE TDD幀結構基于我國TD-SCDMA的幀結構,能夠方便的實現TD-LTE系統與TD-SCDMA系統的共存和融合。如圖6所示,以5ms 的子幀為基準,TD-SCDMA有7個子幀,且特殊時隙是固定的,TD-LTE通過調整特殊時隙的長度,就能夠保證兩個系統的GP時隙重合(上下行切換點),從而實現兩個系統的融合。
圖6:TD-SCDMA與TD-LTE融合
4.1、LTE TDD的不足
由于LTE TDD在同一幀中傳輸上下行兩個鏈路,系統設計更加復雜,對設備的要求較高,存在一些不足:
(1)由于保護間隔的使用降低了頻譜利用率,特別是提供廣覆蓋的時候,使用長CP,對頻譜資源造成了浪費。 (2)使用HARQ技術時,LTE TDD使用的控制信令比LTE FDD更復雜,且平均RTT 稍長于LTE FDD的8ms。 (3)由于上下行信道占用同一頻段的不同時隙,為了保證上下行幀的準確接收,系統對終端和基站的同步要求很高。 為了補償LTE TDD系統的不足,LTE TDD 系統采用了一些新技術,如:TDD支持在微小區使用更短的PRACH,以提高頻譜利用率;采用multi-ACK/NACK的方式,反饋多個子幀,節約信令開銷等。
5、結束語
TDD雙工方式具有頻譜配置靈活,頻譜利用率高,上下行信道互惠性等特點,能夠滿足下一代移動通信系統對帶寬的要求以及頻率分配零散化的趨勢,在B3G/4G移動通信系統中具有較強的優勢。LTE TDD在頻譜利用、非對稱業務支持、智能天線技術支持、與TD-SCDMA系統共存等方面,有很大的優勢,在未來的通信系統中具有很強的競爭力。