td lte是什么意思

2、TD-LTE与FD-LTE的差异

TD-LTE与FD-LTE系统的差异性表现在系统结构、设备形态、频谱资源、规

划设计、业务支持等各方面

（1）系统结构的差异表现在双工方式、帧结构、物理层等。

（2）设备形态的差异性主要表现在天馈系统上。类似于TD-SCDMA，TD-LTE采

用了智能天线，能有效的降低干扰，提高系统容量和频谱效率，而LTE-FDD，

则采用非智能天线来实现网络覆盖。其设计上的差异性不仅包括物理层，

也包括对工程设计造成的影响，如天仙风荷、塔桅承重的估算等

（3）频率资源的分配：LTE-FDD不能充分利用零散的频谱资源，导致一定的频

谱浪费

（4）两者的规划设计在总体流程上是大同小异的，区别在于智能天线带来的塔

桅和天馈系统安装工艺的影响。

（5）数据和多媒体业务的特点在于上下行非对称性，TD-LTE可以根据业务量的

分析，对上下行帧进行灵活配置，以更好的满足数据业务的非对称性要求。

此外，TD-LTE还具备一个LTE-FDD无可比拟的优势，就是与TD-SCDMA网络

共存，完全实现网络整合，最大限度的降低网络快速部署成本

2.1双工方式差异

TD-LTE采用时分双工（TDD），LTE-FDD采用频分双工（FDD），这是两种完全

不同的双工方式。TDD的系统接收和传送是在同一频率信道，即载波的不同时隙，

用保护时间来分离接收与传送信道；而FDD则是在分离的两个对称的频率信道

上，用保护频段来分离接收与传送信道，如下图所示。

图2-1TDD与FDD双工方式示意图

TDD双工方式的工作特点使TDD具有如下优势：

（1）能够灵活配置频率，使用FDD系统不易使用的零散频段；

（2）可以通过调整上下行时隙转换点，提高下行时隙比例，能够很好的支持非

对称业务；

（3）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；

（4）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；

（5）具有上下行信道互惠性，能够更好的采用传输预处理技术，如预RAKE技

术、联合传输(JT)技术、智能天线技术等,能有效地降低移动终端的处理

复杂性。

但是，TDD双工方式相较于FDD，也存在明显的不足：

（1）由于TDD方式的时间资源分别分给了上行和下行，因此TDD方式的发射

时间大约只有FDD的一半，如果TDD要发送和FDD同样多的数据，就要

增大TDD的发送功率；

（2）TDD系统上行受限，因此TDD基站的覆盖范围明显小于FDD基站；

（3）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；

（4）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。

2.2帧结构差异

在帧结构设计上，TD-LTE每个10ms的无线帧包括两个长度5ms的半帧，每

个半帧由4个数据子帧和1个特殊子帧组成，如图2-2所示。

Oneradioframe=10ms

Onehalfframe=5ms

#0#2#3#4#5#7#8#9

1ms

DwPTSUpPTSGPDwPTSUpPTSGP

图2-2TD-LTE帧结构

特殊子帧包括3个特殊时隙，DwPTS、GP和UpPTS，总长度为1ms。DwPTS

和UpPTS的长度可配置，其中DwPTS的长度为3~12个OFDM符号，UpPTS的

长度为1~2个OFDM符号，相应的GP的长度为1~10个OFDM符号。

而LTE-FDD的10ms无线帧分为10个子帧，每个子帧包括两个时隙，每时隙长

0.5ms，如图2-3所示。

#0#1#18#19#2

Sub-frame

slot

Oneradioframe=10ms

图2-3LTE-FDD帧结构

TD-LTE与LTE-FDD在帧结构上的差异，如下表所示

差异化项目

TD-LTEFD-LTE

信号产生上行：SC-FDMA（单载波频分复用），15khz

载波间隔

下行：OFDMA、7.5/15khz子载波间隔

与TD-LTE相同

编码/调制Turbo和卷积码+QPSK、16/64QAM

帧格式10ms*1ms子帧5ms/10ms周期10ms*1ms子帧

CP长度正常子帧

4.7us（正常）

16.7us（扩展）

33.3us（扩展7.5khz）

特殊子帧

DwPTS、GP、UpPTS

4.7us（正常）

16.7us（扩展）

33.3us（扩展7.5khz）

时隙/子帧（TTI）

符号数/时隙

正常子帧

2ms*0.5ms时隙

7符号/时隙（正常）

6符号/时隙（扩展）

特殊子帧

9种配置（正常）

7种配置（扩展）

（DwPTS：GP：

UpPTS）

2ms*0.5ms时隙

7符号/时隙（正常）

6符号/时隙（扩展）

DL—UL保护周期特殊子帧

9种配置（正常）

7种配置（扩展

DL:UL非对称及DL—

UL转换

7种配置10DL：10UL

表2-1TD-LTE与LTE-FDD帧结构差异

由于帧结构的不同，TD-LTE与FD-LTE相比较，具备的差异性资源或技术如

下：

（1）频谱资源

根据3GPP的规定，EARFCN频段的1~21、24用于FDD，而33~43用于TDD。

（2）上下行时隙配比

TD-LTE可以根据不同的业务类型，调整上下行时隙配比，以满足非对称业务

需求。

（3）特殊时隙的应用

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

息。如上行导频可以在UpPTS中发送，而LTE-FDD只能利用普通数据子帧来传输。

另外，DwPTS也可以用于传输PCFICH、PDCCH、PHICH、PDSCH和PSCH等控制

信道和信息。

（4）多子帧调度/反馈

当TD-LTE的下行多于上行时，存在一个上行子帧反馈多于下行子帧，TD-LTE

通过Multi-ACK/NAK、ACK/ANK捆绑等技术来实现。当上行子帧“多于”下行子

帧时，同样存在一个下行子帧调度多于上行子帧的情况，即多子帧调度，而在

LTE-FDD中则不存在此类情形。

（5）同步信号设计

除TDD固有的特点，如上下行转换和特殊时隙外，TDD与FDD在帧结构上

的主要区别便是同步信号的设计。5ms的同步信号周期，分为主同步信号（PSS）

与辅同步信号（SSS）。TD-LTE与FD-LTE中同步信号位置不同，如图2-4所示：

图2-4TDD与FDD的同步信号

在TDD帧中，PSS位于DwPTS的第3个符号，SSS位于5ms第一个子帧的最

后一个符号。在FDD帧结构中，主同步信号和辅同步信号位于5ms第一个子帧

内前一个时隙的最后两个符号。利用PSS、SSS信号相对位置的不同，终端可以

在小区搜索的初始阶段识别系统是TDD还是FDD。

（6）HARQ设计

在LTE-FDD中，终端发送数据后，经过约3ms的处理时间发送ACK/NACK，

终端再经过3ms的处理时间的时隙为上行，必须等到下行才能发送ACK/NACK。

系统发送完ACK/NACK，终端再经过3ms处理时间确认，整个HARQ处理过程耗

时11ms。

TDD和FDD的HARQ过程如下图2-5所示：

图2-5TDD和FDD的HARQ过程

类似地，如果TDD终端再第二个时隙发送数据。同样，系统必须等到下行

时隙时才能发送ACK/NACK，此时HARQ的第一个处理过程耗费10ms。可见TD-LTE

的HARQ过程更复杂，处理时间长度不固定，发送ACK/NACK的时隙也不固定，

给系统的设计增加了难度。

（7）RRU架构

TD-LTE收发在不同时间，相同频段，因此需要使用T/R转换器将RRU的收发

通路分时段接入天馈系统，会因此引入2~2.5dB的插损，并且由于T/R转换器的

转换时延，同时也将给系统引入一定时延。LTE-FDD收发在不同频段，需要使用

一个双工器（相当于两个滤波器）将收发分开，会因此引入1dB的插损，具体如

图所示：

图2-6TD_LTE与FDD_LTE的RRU结构

2.3物理层差异

对于TD-LTE和FD-LTE在物理层上的差异，从系统同步、参考信号和控制信

令3个方面进行比较分析。

其中，系统同步的差异性见下表2-2：

差异化项目

TD-LTEFD-LTE

终端定时由定时提前量（Timing

Advance）来控制

UL/DL定时配置；GP

EnodeB同步eNodeB同步为必需，同步信号位

置可变

异步，eNodeB同步为可选

随机接入前导正常子帧：

普通RACH（类似FDD）

UpPTS：短RACH（TDD专用）

循环前缀0.8/1.6ms突发，

在任何上行子帧上接收每

个小区64个前导

PRACH（随机接入物理信道）

前导格式

0,1,2,3,400,1,2,3

小区搜索SSS在时隙0的最后一个OFDM

符号上

时隙0和10上传送PSS和

SSS

物理广播信道（P-BCH）PSS在DwPTS的第3个

OFDM符号上

参考信号的差异性见下表：

差异化项目

TD-LTELTE-FDD

小区专用下行参考信号正常子帧：与FDD相同

特殊子帧：DwPTS（长度可

变）UpPTS（无数据和控制

信号）

1、2或者4根天线，天线1

和2的密度更大

终端专用下行参考信号TDD为必选FDD为可选

上行参考信号每个子帧中两个长块与TDD相同

表2-2系统同步的差异性

控制信令的差异性见下表2-3：

差异化项目

TD-LTEFD-LTE

下行控制信道每次可以调度一个下行子

帧和多个上行子帧

每次可以调度一个下行子

帧和一个上行子帧

上行控制信道一个上行子帧可以对多个

下行子帧进行ACK/NACK确

认

每个下行子帧都具有一个

ACK/NACK

下行控制信令正常子帧：与FDD相同

DwPTS:最多两个OFDM符号

每个下行子帧中有1~3个

OFDM符号

上行控制信令在每个上行子帧中与TDD相同

上行控制信令跳频子帧内以时隙为单位进行

跳频

与TDD相同

PUCCH格式取决于TDDUL/DL配置每个子帧中1bit、2bit、20bit

每个子帧上是否多个

ACK/NACK

是否

DL/UL定时n+k(k>4)，由DL/UL配置和

子帧位置确定

m+4

HARQRTT（ms）取决于子帧位置

8

表2-3控制信令的差异性

2.4总结

2.4.1LTETDD的优势

（1）频谱配置

频段资源是无线通信中最宝贵的资源，随着移动通信的发展，多媒体业务对

于频谱的需求日益增加。现有的通信系统GSM900和GSM1800均采用FDD双工方

式，FDD双工方式占用了大量的频段资源，同时，一些零散频谱资源由于FDD不

能使用而闲置，造成了频谱浪费。由于LTETDD系统无需成对的频率,可以方便

的配置在LTEFDD系统所不易使用的零散频段上,具有一定的频谱灵活性，能

有效的提高频谱利用率。

另外，中国已经为TDD划分了155MHz的频段(如图2-7所示),为LTETDD

的应用创造了条件。因此，在频段资源方面，LTETDD系统和LTEFDD系统具有

更大的优势。中国移动可以针对不同的频段资源，分别部署LTETDD系统和LTE

FDD系统，充分利用频谱资源。

图2-7中国为TDD划分的频段

（1）支持非对称业务

在第三代移动通信系统以及未来的移动通信系统中,除了提供语音业务之外，

数据和多媒体业务将成为主要内容，且上网、文件传输和多媒体业务通常具有上

下行不对称特性。LTETDD系统在支持不对称业务方面具有一定的灵活性。根据

LTETDD帧结构的特点，LTETDD系统可以根据业务类型灵活配置LTETDD帧的

上下行配比。如浏览网页、视频点播等业务，下行数据量明显大于上行数据量，

系统可以根据业务量的分析，配置下行帧多于上行帧情况，如6DL:3UL，7DL:2UL，

8DL:1UL，3DL:1UL等。而在提供传统的语音业务时，系统可以配置下行帧等于

上行帧，如2DL:2UL。

在LTEFDD系统中,非对称业务的实现对上行信道资源存在一定的浪费,必

须采用高速分组接入(HSPA)、EV-DO和广播/组播等技术。相对于LTEFDD系统，

LTETDD系统能够更好的支持不同类型的业务，不会造成资源的浪费。

（3）智能天线的使用

智能天线技术是未来无线技术的发展方向，它能降低多址干扰，增加系统的

吞吐量。在LTETDD系统中,上下行链路使用相同频率,且间隔时间较短,小于

信道相干时间，链路无线传播环境差异不大，在使用赋形算法时，上下行链路可

以使用相同的权值。与之不同的是,由于FDD系统上下行链路信号传播的无线

环境受频率选择性衰落影响不同,根据上行链路计算得到的权值不能直接应用

于下行链路。因而,LTETDD系统能有效地降低移动终端的处理复杂性。

另外，在LTETDD系统中，由于上下行信道一致,基站的接收和发送可以共用部

分射频单元,从而在一定程度上降低了基站的制造成本。

（4）与TD-SCDMA的共存

LTETDD系统还有一个LTEFDD无法比拟的优势，就是LTETDD系统能够与

TD-SCDMA系统共存。对现有通信系统来说，目前的数据传输速率已经无法满足

用户日益增长的需求，运营商必须提前规划现有通信系统向B3G/4G系统的平滑

演进。由于LTETDD帧结构基于我国TD-SCDMA的帧结构，能够方便的实现TD-LTE

系统与TD-SCDMA系统的共存和融合。如图2-8所示，以5ms的子帧为基准，

TD-SCDMA有7个子帧，且特殊时隙是固定的，TD-LTE通过调整特殊时隙的长度，

就能够保证两个系统的GP时隙重合（上下行切换点），从而实现两个系统的融

合。

图2-8TD-SCDMA与TD-LTE融合

2.4.2LTETDD的不足

结合以上对系统结构的分析，可以知道，TD-LTE在同一帧中需要传输上下行

两个链路，系统设计更复杂，对设备的要求更高，相对LTE-FDD而言，也存在一

些不足。

（1）由于保护间隔的使用降低了频谱利用率，特别是提供广覆盖的时候，使用

长CP，对频谱资源造成浪费。

（2）使用HARQ时，TD-LTE的控制信令比LTE-FDD更复杂，且平均RTT比LTE-FDD

更长。

（3）由于上下行信道占用同一频段的不同时隙，为了保证上下行帧的准确接收，

系统对终端和基站的同步要求更高。

（4）在系统能力表现上，TD-LTE系统在上下行相同配置（如UL:DL=1：1）时

比LTE-FDD的覆盖能力要小，会导致建网成本加大。在相同带宽时，上下

行的峰值速率也比LTE-FDD略低。

为了补偿LTETDD系统的不足，LTETDD系统采用了一些新技术，如：TDD

支持在微小区使用更短的PRACH，以提高频谱利用率；采用multi-ACK/NACK的

方式，反馈多个子帧，节约信令开销等。

2.4.3针对电网规划TD-LTE的优势

TDD双工方式具有频谱配置灵活，频谱利用率高，上下行信道互惠性等特点，

能够满足电网系统对带宽的要求以及频率分配零散化的趋势，并且在B3G/4G移

动通信系统中具有较强的优势。

LTETDD在频谱利用、非对称业务支持、智能天线技术支持、与TD-SCDMA系统

共存等方面，有很大的优势。电网系统的上下行业务不对称，利用FDD-LTE易造

成频谱资源的浪费，而利用TDD配置更能有效利用频谱资源，而且合理配置上

下行时隙，在节省资源的前提下更好的满足用户需求。随着LTETDD技术研究的

深入和国际市场的推广，将成为未来无线通信系统中的主流技术。