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LTE TDD与LTE FDD差异对比

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目录

一、 TDD与FDD差异概述

二、 TDD与FDD差异详解

简单说明LTE FDD，TDD

100% 相同

90% 相同

内部协议相同

D D D D D D D

D U U U D D D

U U U U U U U

90％相同：基础技术完全相同

Item TD-LTE LTE FDD

信道带宽配置灵活 1.4M,3M,5M,10M,15M,20M 1.4M,3M,5M,10M,15M,20M

多址方式 DL:OFDM

UL:SC-FDMA（考虑降低终端的峰均比）

DL:OFDM

UL:SC-FDMA（考虑降低终端的峰均比）

编码方式卷积码,Turbo码卷积码,Turbo码

调制方式 QPSK,16QAM,64QAM QPSK,16QAM,64QAM

功控方式开闭环结合开闭环结合

链路自适应支持支持

拥塞控制支持支持

移动性最高支持350km/h（支持inter/intra-RAT

HO）

最高支持350km/h（支持inter/intra-

RAT HO）

语音解决方案 CSFB/SRVCC CSFB/SRVCC

系统架构全IP扁平化结构全IP扁平化结构

不同点：本质都是由TDD与FDD双工方式差异而来

双工方式

差异

帧结构

差异

多天线技术

差异

正面：

TDD支持非对称的上下行时隙配置，可将更多带宽分配给下行

反面：

由于相邻基站间的交叉时隙干扰问题，还不能够做到动态的时隙配比调整

不同运营商的TDD相邻频谱需要配置相同时隙配比，否则有干扰，需要额外划分保护带

对时钟同步提出更高要求，否则远端干扰

TDD：时分（Gp时间间隔）

FDD：频分（双工频率间隔）

正面：

TDD利用上下行信道衰落的一致性，可以支持多天线“波束赋型”算法，提高信噪比

反面：

“波束赋型”需要4天线或者8天线才支持，增加了天面复杂度，和设备处理能力要求

单载波带宽

差异

FDD和TDD单载波最大信道带宽都是20MHz，但是FDD上下行累计是40MHz；而TDD上下行累计依然是20MHz；

导致TDD单载波峰值速率吃亏，更需要CA

10%的不同点说明 (1)

频段

帧结构

子帧配置

HARQ 处理过程

同步

RRU

频段1-14, 17-26

类型1(FDD采用10ms的帧结构)

按上下行分配

固定HARQ次数和事件延迟

不同的主同步与辅同步信号符号位置

双工器 1dB 插损

频段33-43

类型2(支持10ms的帧结构,也支持5ms的帧结构,一般用5ms的帧结构,主要两个原因,TDS,二是性能)

灵活的子帧配比

可变HARQ次数，以及时间延迟

不同的主同步与辅同步信号符号位置

T/R转换器 2-2.5 dB 插损

LTE TDD LTE FDD

10%的不同点说明(2)

波束成型

MIMO工作模式

Reference Signal (RS)

随机接入前导

网络干扰

不支持beamforming

支持模式1–6

格式0–3

不要求整网络严格同步

LTE TDD LTE FDD 支持beamforming

支持模式1–8

格式0–4

整网络要求严格同步

下行：基于小区的参考信号RS

上行：支持DMRS and SRS，SRS在数据子帧上

下行：支持UE级别和小区级别的参考信号RS

上行：支持DMRS和

SRS，SRS在UpPTS上

目录

一、 TDD与FDD差异概述

二、TDD与FDD差异详解

频段：3GPP规定的FDD工作频段

E-UTRA Band Uplink Downlink Duplex Mode

1 1920MHz–1980MHz 2110MHz–2170MHz FDD








9 1749.9MHz–1784.9MHz 1844.9MHz–1879.9MHz FDD












LTE R9

协议新增

18-21频

段，R10

协议新增

22频段

频段：3GPP规定的TDD工作频段

E-UTRA Band Uplink Downlink Duplex Mode

33 1900 MHz –1920 MHz 1900 MHz –1920 MHz TDD








41 2500 MHz—2690 MHz 2500 MHz—2690 MHz TDD




LTE R10协议新增Band42和Band43，主要用于英国，爱尔兰等国家。Band42-44都有100M带宽，可用作eRelay。

帧结构：是LTE TDD/FDD差异的核心

• DwPTS 至少3个OFDM符号

• 第三个符号中间72个RE发送P-SCH

• 控制信道最多占两个符号，而普通子帧的控制信道最多可以占三个符号

• 导频与普通子帧一样，如果导频符号在GP内，不发送

DL

subframe #0GP

SSS PSS

UL

subframe #2

UpPTSRS/Control

DwPTS

Data

物理层

• GP的作用：上下行传输时延、上下行收发转换时间、避免基站间干扰、与其它TDD系统兼容

eNodeB:

UE:

TRTT /2 TTA = TRTT + TUD

TUDTDU

GP

DwPTS UpPTS

eNodeB:

UE:

TRTT /2 TTA = TRTT + TUD

TUDTDU

GP

DwPTS UpPTS

GP大小决定了TDD支持最大的小区半径的大小

注：TDD小区真实的小区半径（除去可使

用功控进行调整的）共有三个参数共同决定，三者取小，一个是上下行转换间的GP

，第二个是preamble的接入格式（即大家所说的GT），第三个参数是prach cyclic

shift

Special-subframe

configuration

DwPTS GP UpPTS 最大小区半径

0 3 10 1 107公里

1 9 4 1 42.8公里

2 10 3 1 32.1公里

3 11 2 1 21.4公里

4 12 1 1 10.7公里

5 3 9 2 96.3公里

6 9 3 2 32.1公里

7 10 2 2 21.4公里

8 11 1 2 10.7公里

物理层

TDD下行子帧信道结构

物理层下行信道差异

TDD的上行信道配置 FDD的上行信道配置

上行信道配置

物理层上行信道特性差异

物理层上下行链路基本特性

物理层主要流程及差异

TDD上下行子帧比例

MAC特性差异

DRX流程

上下行信道调度

随机接入流程

随机接入资源分配

随机接入Preamble

Sounding参考信号资源配置

PDCCH上行ULGrant调度指示

HARQ通道数

HARQ上行反馈时序

HARQ下行反馈时序

HARQ反馈：TDD中ACK与初传数据之间为变量，复杂度高

根据协议，下行数据必须在上行子帧上反馈ACK/NACK，且与初传数据存在定时关系，以节省信令开销：

FDD：上下行子帧配比固定，ACK与初传数据的间隔固定为4个TTI

TDD：上下行子帧配比不固定，4个TTI后不一定是期望的上行子帧，因此ACK与初传数据的时间间隔也是一个变量，

如图：

定时关系的不固定，增加了算法的复杂度和实现的难度

下行HARQ反馈的最大时延是13个TTI，大大增加了HARQ进程的RTT，这对UE的物理层存储能力提出了极大的

挑战

同步：同步信号设计不同

TDD

FDD

LTE TDD和LTE FDD主同步信号（PSS）和辅同步信号（SSS）生成一样，传递信息一样

LTE TDD和LTE FDD帧结构中，同步信号的相对位置不同，FDD主辅同步信号是连续的，TDD主辅同步信号间隔了两

个符号

FDD中P-SCH在第0/5子帧的最后一个符号，S-SCH在第0/5子帧的倒数第二个符号；

TDD中P-SCH在DwPTS的第三个符号，S-SCH在0/5子帧的最后一个符号

利用主辅同步信号的相对位置不同，UE可以在小区搜索的初始阶段识别系统是FDD还是TDD小区

基站间严格同步

MIMO和BF的差异对比

空间复用（MIMO）

利用较大间距的天线阵元之间或赋形波束之间的不相关性，向一个终端/基站并行发射多个数据流，提高系统峰值吞吐量

UE1

Layer 1, CW1, AMC1

UE2

Layer 2, CW2, AMC2

MIMO

空间分集

利用较大间距的天线阵元之间或赋形波束之间的不相关性，发射或接收一个数据流，避免单个信道衰落对整个链路的影响，提升链路可靠性

codeword

UE1

User1

Mod

波束赋形（BeamForming）

利用较小间距的天线阵元之间的相关性，通过阵元发射的波之间形成干涉，集中能量于某个（或某些）特定方向上，形成窄波束，对准特定用户，增大信噪比，提高边缘和平均吞吐量，扩展覆盖范围。需要利用TDD上下行使用相同频率，信道衰落一致的特点，并且四发射通道或八发射通道，才支持波束赋形

Cell A

Cell B

Cell C

FDD和TDD

都支持

只有TDD

支持，因为上下行同频，信道具有互易性

MIMO和BF主要是从下行方向提高容量。上行终端只支持单发，基站多天线接收可改善反向覆盖范围

典型MIMO模式：

2*2：双流：基站RRU双发，终端双收；2通道天线

4*2，双流：基站RRU四发，终端双收；4通道天线

4*4：四流：基站RRU四发，终端四收，4通道天线

典型BF模式：

单流BF：不依赖终端

双流BF：不依赖终端

FDD与TDD对天线的要求不同

智能天线的原理智能天线的原理

FDD非智能天线，宽波束

TDD智能天线（4或8通道），波束赋形生成窄波束

优势： MIMO效果最好，天线增益大，体积小，成本低，便于与2G/3G网络共天馈

代价：波束赋形效果较差

优势：波束赋形（BeamForming）效果最好，

代价：天线增益小2dB，天线体积大，成本高。（可通过两组双极化支持双流2*2MIMO）

采用8通道天线，会进一步增加天面空间不足场景FDD与TDD共天馈的工程难度

Beamforming原理与应用

波束赋形（Beamforming）是一种下行多天线技术，基站在发射端对数据先加权再发送

，形成窄的发射波束，将能量对准目标用户如图所示。

波束赋形可以不利用终端来反馈所需信息，来波方向和路损信息可以在基站侧通过测量

上行接受信号获得，并且不要求上行使用多根天线进行数据发送。

该特性的益处：

提高UE来波方向信噪比

提升系统容量和覆盖范围。

单流Beamforming传输模式是指在一块OFDM时频资源上传输一个数据流，适合于信道质量较差的

情况。

单流可以提升SNR从而获取分集增益，分集增益一般较小（1dB左右）

以4天线为例，单流下行加权发送如所示：数据流S与4个权值w1~w4进行加权运算后，送到4个天线

端口发射。

Beamforming的分类（单流）

Beamforming双流传输模式是指在一块OFDM时频资源上传输两个数据流，形成空间复用，适合于

信道质量好的情况。

以4天线为例，双流下行加权发送如所示。两个数据流S1、S2，每根天线有两个权值wi1，wi2。数据

流S1与4个权值w11~w41进行加权运算，数据流S2与另外4个天线权值w12~w42进行加权运算，加权后的

两个流相加，送到4个天线端口发射。

Beamforming的分类（双流）

Beamforming应用

配置波束赋形天线前，对于交叉极化天线，需要了解天线端口编号与同极化的对应关系

。4天线和8天线的天线振子单元与RRU端口的连接必须与图所示的连接保持一致。

4天线交叉极化映射图 4天线线阵极化映射图 4天线圆阵同极化映射图 8天线交叉极化映射图

TDD和FDD在RRU射频双工方式的差异

TD-LTE和LTE FDD在BBU等基带处理上，软硬件完全相同，可以共用；

TDD RRU 因为引入收发转换器，插损和噪声系数大于FDD，整体损失约1dB；

TDD

FDD

TDD Duplex Mode

FDD Duplex

Mode

发射和接收的双工方式不同

RF+PA部分相同（有频段差异）

数字中频

基带处理

CP

RI

数字中频

基带处理

CP

RI

基带处理相同

中频处理相同

CPRI

接口相同

X1

S1

X1

S1

X1和S1接

口相同

双工器

转换器

综上所述－LTE FDD与TDD的差别

FDD TDD 对实现的影响

Frame configuration FS1 FS2 基站硬件、网络同步有影响

特殊时隙无 GP 无最大支持100Km

UE提前发送20µs 对UE有影响

DwPTS P-SCH在DwPTS中的第三个符号对UE同步有点影响

控制信道只占前两个符号对调度有影响

UpPTS 短RACH方式对基带算法有影响，如何调度也有影响

SRS 增加互易性测量算法

不同上

下行配

比引起

HARQ

、控制

信道格

式、控

制时延

等不同

HARQ进程数 8 根据上下行不同配比有不同的进程数，下行最大有15

个进程

对调度有影响

AN反馈时序第4帧反馈大于或等于第4帧反馈

UE Soft buffer size Equal size split overlooking进程数大于8 对UE侧有影响

PHICH 根据上下行不同配比有不同PHICH数对调度有影响

UL grant 2DL：3UL多个上行TTI调度对MAC、基带算法有影响

PUCCH 单独反馈 AN bundling 或 AN multiplexing 对基带、MAC算法有影响

功率控制第4帧根据上下行不同配比有不同

上下行子帧连续性连续不连续对跨子帧基带算法有影响

Beamforming 可选必选对基带、MAC算法有影响

上下行信道互易性没有有对基带测量算法有影响

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