FDD

FDD简介

　　FDD是移动通信系统中使用的全双工通信技术的一种，与TDD相对应。FDD采用两个独立的信道分别进行向下传送和向上传送信息的技术。为了防止邻近的发射机和接收机之间产生相互干扰，在两个信道之间存在一个保护频段。

　　FDD操作时需要两个独立的信道。一个信道用来从基站向终端用户传送信息，另一个信道用来从终端用户向基站发送信息，如下图所示。

　　术语解释

　　FDD模式的特点是在分离（上下行频率间隔190MHz）的两个对称频率信道上，系统进行接收和传送，用保护频段来分离接收和传送信道。

　　采用包交换等技术，可突破二代发展的瓶颈，实现高速数据业务，并可提高频谱利用率，增加系统容量。但FDD必须采用成对的频率，即在每2x5MHz的带宽内提供第三代业务。该方式在支持对称业务时，能充分利用上下行的频谱，但在非对称的分组交换工作时，频谱利用率则大大降低（由于低上行负载，造成频谱利用率降低约40%），在这点上，TDD模式有着FDD无法比拟的优势。

　　基于CDMA技术的三种RTT技术规范是第三代移动通信的主流技术，也称为一个家庭，三个成员。CDMA DS和CDMA MC是频分双工模式（FDD），CDMA TDD是时分双工模式（TDD），ITU-R为3G的FDD模式和TDD模式划分了独立的频段，在将来的组网上，TDD模式和FDD模式将共存于4G网络。

FDD百科

　　FDD是移动通信系统中使用的全双工通信技术的一种，与TDD相对应。FDD采用两个独立的信道分别进行向下传送和向上传送信息的技术。为了防止邻近的发射机和接收机之间产生相互干扰，在两个信道之间存在一个保护频段。

　　FDD操作时需要两个独立的信道。一个信道用来从基站向终端用户传送信息，另一个信道用来从终端用户向基站发送信息，如下图所示。

　　术语解释

　　FDD模式的特点是在分离（上下行频率间隔190MHz）的两个对称频率信道上，系统进行接收和传送，用保护频段来分离接收和传送信道。

　　采用包交换等技术，可突破二代发展的瓶颈，实现高速数据业务，并可提高频谱利用率，增加系统容量。但FDD必须采用成对的频率，即在每2x5MHz的带宽内提供第三代业务。该方式在支持对称业务时，能充分利用上下行的频谱，但在非对称的分组交换工作时，频谱利用率则大大降低（由于低上行负载，造成频谱利用率降低约40%），在这点上，TDD模式有着FDD无法比拟的优势。

　　基于CDMA技术的三种RTT技术规范是第三代移动通信的主流技术，也称为一个家庭，三个成员。CDMA DS和CDMA MC是频分双工模式（FDD），CDMA TDD是时分双工模式（TDD），ITU-R为3G的FDD模式和TDD模式划分了独立的频段，在将来的组网上，TDD模式和FDD模式将共存于4G网络。

　　技术影响

　　3G影响

　　只要是双向通信，就需要一定的双工工作模式。当前2G和3G通信领域使用双工模式主要是频分双工和时分双工，即FDD（Frequency Division Duplex）与TDD（Time Division Duplex），它们是各种无线系统中常用的双工方式。

　　在现有的3G有三大主流技术标准：WCDMA、CDMA2000和TD-SCDMA，虽然它们都属于CDMA技术，但是从它们的主要应用方面可分为两类：WCDMA、CDMA2000属于FDD标准；而TD-SCDMA属于TDD标准。另外，3.5G的HSDPA系统中兼有FDD和TDD，而4G的前驱Mobile WiMAX兼有TDD、FDD、半双工FDD。

　　FDD和TDD具体的特征是：

　　（1）FDD采用两个对称的频率信道，发送和接收信道之间存在着一定的频段保护间隔。如GSM、CDMA 1X的收发信道间隔为45 MHz，WCDMA的间隔为190 MHz。

　　（2）TDD的发送和接收信号在同一频率信道的不同时隙中进行，在进行不对称的数据传输时，可充分利用有限的频谱资源。

　　采用FDD的移动系统与采用TDD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。在支持以语音为代表的对称业务时能充分利用上下行的频谱，但在进行以IP为代表非对称的数据交换业务时，频谱的利用率则大为降低，TDD能有效地提高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500千米/小时，而采用TDD模式的系统的最高移动速度只有120千米/小时。这是因为，TDD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适用智能天线技术，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。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，FDD系统的抗干扰性能在一定程度上好于TDD系统。

　　根据FDD、TDD模式以上不同的特点，在3G移动网络中，它们各自有着不同的适用范围：

　　（1）采用FDD系统多是连续控制，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）。

　　（2）采用TDD系统多是时间分隔控制，适用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。特别是它的不对称传输数据的功能，尤为适合接入基于IP的各种数据业务。因为，在Internet的数据传输过程中，往往要求下行速率远大于上行速率。

　　LTE混合组网试验

　　LTE混合组网试验主要内容包括四个方面：通过试验逐步解决混合组网模式下各制式网络互操作等技术难题，积极引导产业链发展演进；通过试验促进LTE芯片和终端产业发展，切实满足用户使用需求；通过试验验证多网络覆盖环境下的网络资源调度策略，探索未来商用运营经验；通过试验促进业务应用创新，带动运营支撑系统等配套环节的演进发展。［1］

　　简单地说，LTE混合组网就是统筹发挥TD-LTE和LTE FDD技术优势，充分利用TDD/FDD频率资源，在LTE网络中同时包含1张共用的核心网和TD-LTE、LTE FDD两种无线网络接入方式，结合各覆盖区域实际需求和频率情况灵活选择LTE基站的制式，两者相互补充，相互配合，共同实现网络深度覆盖和广覆盖，最大化提升整体网络容量。两种接入方式间可以实现互操作以及共网管，可以实现LTE终端自由切换网络、TD-LTE/LTE FDD网络间流量负载均衡等功能，共同为用户提供4G服务。［2］

　　4G影响

　　FDD上下行信号被不同频率隔离，因此需要对称频谱。对语音应用来说，上下行流量是对称的，因此FDD在2G和3G蜂窝网络中效率很高。而TDD上下行信号在时域上是分开的，它具有上下行流量的非对称性和单一频谱的灵活性，然而TDD在宏小区覆盖方面面临困难，TDSCDMA。

　　不过，因为TDD在高带宽的多媒体应用中上下行流量的非对称性和单一频谱的灵活性，更适合基于IP的数据业务，在核心网、移动网IP化的潮流下，TDD在各种下一代无线网络中都得到了重视。

　　在4G网络时代，视频流媒体、交互Web等下行流占据绝对优势，也因此人们对TDD在4G的应用充满了期待，TDD受到了下一代无线系统WiMAX和IEEE802.20的关注。

　　然而，TDD模式在运营中还面临一系列技术问题，如交叉时隙干扰、操作干扰、转接时延以及发送信道状态信息超时，所以使用单一模式的TDD还是不现实的。

　　TDD和FDD在技术特点上各有各的优势，中国是世界第一移动大国，频谱资源日益短缺是移动网络建设迫切需要解决的第一问题。对频谱资源，每一个人都会明白：FDD频谱资源紧张，TDD频谱资源丰富。在这一点上，TDD的优势更明显一些，所以在中国，从TDSCDMA3G到4G的各个阶段，都将更倾向于使用TDD技术。

　　2015年2月27日，工信部宣布，向中国电信和中国联通发放FDD-LTE牌照，自此中国通信业将全面进入4G时代。

　　说清楚FDD和TDD之间的事

　　1. 技术方面：都是一个亲妈生的

　　FDD和TDD在技术上区别其实很小，主要区别就在于采用不同的双工方式，频分双工（FDD） 和时分双工（TDD） 是两种不同的双工方式。

　　FDD是在分离的两个对称频率信道上进行接收和发送，用保护频段来分离接收和发送信道。FDD必须采用成对的频率，依靠频率来区分上下行链路，其单方向的资源在时间上是连续的。FDD在支持对称业务时，能充分利用上下行的频谱，但在支持非对称业务时，频谱利用率将大大降低。

　　TDD用时间来分离接收和发送信道。在TDD方式的移动通信系统中， 接收和发送使用同一频率载波的不同时隙作为信道的承载， 其单方向的资源在时间上是不连续的，时间资源在两个方向上进行了分配。某个时间段由基站发送信号给移动台，另外的时间由移动台发送信号给基站，基站和移动台之间必须协同一致才能顺利工作。

　　通俗一点讲，手机想上网，必须要建立上行和下行的通道：例如，你点击微信，手机会通过上行通道发送一个请求，然后微信服务器通过下行通道，把你最新的未读消息传到你的手机上。一般情况下，我们使用下行（下载）的时间比较多，而上行（上传）的时间很少。

　　为了建立起上行和下行的通道，FDD通过频率来分割，在两个对称频率上，一个管下载，一个管上传。就好像是双车道，两个方向的汽车互不干扰，畅通无阻。

　　TDD采用另一种方式。它只用一个频率，既负责上传，又负责下载。好处是比FDD省了一个频率占用，资源利用率更高（实际上TDD为了避免干扰，需要预留较大保护带，也会消耗一些资源）。因为是“单行道”上跑双向“车流”，TDD只能通过时间来控制交通（时分双工），一会让下载的流量通过，一会又让上传的流量通过。

　　很多人把TD-SCDMA和TDD联系在一起，，其实两者没啥关系。至于为什么要把TDD叫成TD-LTE？你就当TD-LE只是个品牌名字而已。

　　刚才讲了，FDD和TDD的主要差异就是单行道和双行道差别。而正是这点差异引申出了一些大家都比较关心的网络问题，比如速率、覆盖。

　　2. 速率 | 比谁速度快没意义

　　理论上将，在相同的带宽条件下，比如FDD分配10M+10M，TDD分配20M，TDD的速率会低于FDD，这主要原因是TDD的帧结构中有个叫做特殊子帧的帧，这些帧会被浪费一部分（比如其中的保护时隙）并不传送任何数据，而FDD的帧不存在这种完全浪费掉的情况。

　　为什么说从理论上去比较速率没有意义？

　　说实话，因为几个特殊子帧的原因导致的速率差别并不是很大，这不像3G和4G的速率比较，对用户来说，感受不会太大。而且，理论和现实总是会有差距的，现实中影响速率的因素很多，比如，信号强度、干扰、信道配置、UE性能、用户数量等等，这考验了一个网络的综合能力。

　　另外，随着LTE技术的不断发展，载波聚合技术的应用，以后的LTE网络，不论是TDD还是FDD，速率都不是问题。

　　3. 高速场景 | FDD完胜TDD

　　移动台移动速度会受到限制。FDD是连续控制的系统，TDD是时间分隔控制的系统。在高速移动时，多普勒效应会导致快衰落，速度越高，衰落变换频率越高，衰落深度越深。在目前芯片处理速度和算法的基础上，当数据率为144kb/s时，TDD的最大移动速度可达250km/h，与FDD系统相比，还有一定差距。一般TDD移动台的移动速度只能达到FDD移动台的一半甚至更低。

　　关于这个问题的原因，重点是高速运动时信道变化快，无论是信道估计还是资源调度都需要快。在FDD中，上下行是同时的，如果手机端发现接收信道质量变差，可以通过上行快速告诉基站做调整。但是，在TDD中，由于分时，手机报告的信道信息就会有延迟。例如，在本次接收发现信道变化后，不能马上通过上行信道反馈信息。 如果用过单工对讲机的人就有体会，在对方讲话时，你不能同时讲话，明明知道那个人在骂你，你不能立即响应，等轮到你讲话时，你可能只记住对方骂你的最后一句话，前面的话都记不清楚了，自然来不及对骂回应。

　　所以在高铁覆盖上，FDD具有绝对优势。

　　4. 覆盖 | 覆盖才是TDD的硬伤

　　大家都说TD-LTE适合热点区域覆盖，FDD适合广域覆盖，为什么？关键就是覆盖问题。

　　早年高通的一份报告显示，在相同频率相同功率的条件下，FDD比TDD能提供更好的覆盖， TDD覆盖比FDD小80% （DL/UL=2:1）/小40%（DL/UL=1:1）。这主要原因是TDD上行链路存在发射功率的时间（一个10ms帧中）要比FDD时间短。

　　关于这个问题，借用一位网友（作者不详）的分析。

　　这个问题，是从理论上讨论两者在覆盖上的差异，如果TDD（上下行共10M）和FDD（上下行5M+5M）的带宽相同、发生功率相同、接收模式配置相同，那么FDD和TDD异系统不应该有覆盖上的差别。但在LTE网络规划上通常要考虑这个覆盖差异。

　　高通曾发表报告说TDD覆盖仅为FDD的80%，并解释原因，在发射功率相同的情况下，TDD上行链路存在发射功率的时间（一个10ms帧中）要比FDD时间短。通俗点解释应该是在FDD模式下，上下行频率分开，所以上行链路UE可连续占用10ms发射功率，而在TDD模式，时分复用相同频率，所以上行链路UE可发射功率的时长不足5ms，这与与TDD帧结构相关。如下图，当采用配置模式1时，上下行可用子帧比例为4：4，在一个10ms中，上行链路存在发射功率的子帧为4个，即为4ms，相当于上行占用4/10M带宽。而在FDD模式连续占用10ms上行带宽（5M），所以说TDD上行吞吐量相当于FDD的 80%。

　　换一个角度，从时域上看，一个10ms中，TDD上行链路可占用4ms（4个子帧），而FDD上行链路占用10ms，所以FDD较TDD模式可使用的RB资源更多，产生吞吐量越大。

　　从理论上计算FDD与TDD上行容量相差20%左右，这个值相当于在小区覆盖边缘且单用户时计算出来的。在网络规划过程中，需要考虑这个因素，设置小区边缘最大SINR和实际需求的SINR余量，这样20%的容量差异相当于SINR降低3db，其他条件不变的情况下，链路预算后的小区半径TDD要小区 FDD，所以说LTE TDD的覆盖要差于LTE FDD。

　　不过，要我说，这点理论上的差异也算不了什么，关键的问题还是在频段的分配上。来看看lte的频段分配情况。

　　FDD频段分布

　　TDD频段分布

　　3GPP规定了TDD和FDD两种制式不同的频段，从LTE频谱分配来看，FDD频段普遍较低，TDD频段主要分布在高频段，网络的频谱越高覆盖能力越弱，要想知道频段对网络覆盖的影响有多大，看看下面的图吧！

　　不同的频段，覆盖差距还是很大的，这就意味着TDD要是实现优质的网络覆盖需要建设更多的站点，要花更多的钱。

　　细心一点还会注意到，目前联通电信使用的gsm、cdma、wcdma频段其实都被分配给了FDD，这也有利于FDD替换2G/3G网络。综合覆盖因素，也不难理解为何联通电信铁了心要上fdd了。

　　不过，以上讲的都是理论上的单站覆盖范围，移动通信网络是一种蜂窝状的网络，由无数的基站组成，真正决定网络覆盖的，还是基站的数量和分布，所以，这也是中国移动拿到tdd牌照后疯狂建站的原因之一啊！

　　我们说FDD和TDD其实就是两兄弟，都是一个亲妈生的，只是FDD先生，TDD后生。老大先行一步，拔得头筹；老二呢，也不会甘于落后，用武之地还是很多的。为什么这样说？

　　今天，由于平板和智能机的广泛使用，以及移动视频业务的增长，人们对数据业务的需求越来越高。但是，频率资源弥足珍贵，运营商必须长远考虑频率资源部署。由于LTE有着很高的频谱利用率，所以未来LTE的整体部署也成为运营商的重要规划。同样，TD-LTE，作为FDD制式的一种补充形式，将会迎来新的契机。

　　FDD和TD-LTE，作为3GPP协议下的两种LTE制式，最大的区别在于对称与非对称的频率分配。那么，这一区别将如何影响运营商的频率部署？

　　FDD使用成对的频谱，一个用于上行，一个用于下行。但是，不要忘了，大多数的用户行为都是下载视频内容，比如优酷，而不是上载新的内容。这正是TD-LTE的优势所在。TD-LTE采用的是不对称频谱，这意味着上下行流量都在同一频段内，通过不对称分配上行和下行，TDD更加有效的利用了频谱，可以灵活的根据用户行为调整上下行频谱分配。

　　目前，只有几个国家分配了TD-LTE频段，可是，大多数的FDD频段都已经被分配，目前还有很多TDD频段可以获得，而且其价格没有FDD频段昂贵。

　　相对从3G到LTE的过渡，部署TD-LTE会更快、更容易。首先，TDD和FDD使用相同的网络结构，因此，已经推出了LTE FDD的频谱的运营商可以利用相同的基础设施为TDD部署，这可以为运营商节省一大笔费用。同样，这可以在不影响现网现有部署的情况，缓解网络沉重的下行流量负担。

　　我们看到的另一个趋势是，全世界的移动运营商都在思考怎样有效的利用tdd频段，这包括在TDD频段上的广播业务，利用它实现M2M通信。正是由于TDD的加入，运营商们可以开辟更多的新市场，比如公共安全、健康服务等等。

　　5. 牌照 | 不发FDD牌照，其实对联通电信更有利

　　先说说工部为何偏爱TDD？

　　先问大家一个问题，是什么推动了通信事业的发展？为人民服务？其实真正推动通信发展的是-----专利。有人说，如果没有专利这个东西，估计今天的通信还停留在传声筒的阶段。

　　工部爱TDD，也就是这个原因了！但是，要搞清楚，TDD不是像很多媒体所说的中国自主知识产权，只是相对于FDD，我国企业贡献的专利比例要多一些。这就像你和一群来自不同国家的成员组成的合唱团在国外某音乐盛会上拿了奖，一回国，就被很多媒体炒作成你一个人拿了大奖了。

　　回到小题目的话题，有人说，工信部不发FDD牌照，其实是给了中移动更多空间，这话我赞同。但是，发了FDD牌照呢？就是给了联通电信更多空间吗？首先要清楚一点，工信部如果要发FDD牌照，不可能只发给联通、电信，先不说什么WTO技术中立原则，中移动首先就会第一个跳出来抗议，尼玛，TD-SCDMA让我摊着也就算了，FDD也不给我？这可能吗？

　　一旦三家都有了FDD牌照，按移动那一贯的土豪作风，你以为那FDD建站速度能慢到哪里去？这是工信部、联通、电信三家都不愿意看到的结局。所以，最好的方法，还是沿用TD-LTE规模试验的老路子，先让联通电信开展FDD/TDD融合试验，其实就是名正言顺的建FDD网嘛！ 你看看这融合试验网，现在都已经扩展到237个城市了。中国一共多少个城市？4直辖市、15副省级市、269地级市，这实验网基本已经覆盖了全中国啊！这和发牌照有什么区别？

　　FDD-LTE 和 TDD-LTE 区别在哪里？

　　FDD-LTE 和 TDD-LTE都是4G网络，　　1、TDD-LTE是时分双工，即发射和接收信号是在同一频率信道的不同时隙中进行的；　　FDD-LTE是频分双工，即采用两个对称的频率信道来分别发射和接收信号。形象点来说，TDD是单车道，FDD是双车道，双向放行。目前FDD已经覆盖超过93个国家，是国际主流的4G通信技术。　　2、FDD与TDD工作原理　　频分双工（FDD） 和时分双工（TDD）　　是两种不同的双工方式。FDD是在分离的两个对称频率信道上进行接收和发送，用保护频段来分离接收和发送信道。FDD必须采用成对的频率，依靠频率来区分上下行链路，其单方向的资源在时间上是连续的。FDD在支持对称业务时，能充分利用上下行的频谱，但在支持非对称业务时，频谱利用率将大大降低。　　TDD用时间来分离接收和发送信道。在TDD 方式的移动通信系统中， 接收和发送使用同一频率载波的不同时隙作为信道的承载， 其单方向的资源在时间上是不连续的，时间资源在两个方向上进行了分配。某个时间段由基站发送信号给移动台，另外的时间由移动台发送信号给基站，基站和移动台之间必须协同一致才能顺利工作。　　　　3、LTE TDD与LTE FDD的比较　　LTE TDD在帧结构、物理层技术、无线资源配置等方面具有自己独特的技术特点，与LTE FDD相比，具有特有的优势，但也存在一些不足。　　LTE TDD的优势有如下几点：　　（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LTE TDD系统无需成对的频率， 可以方便的配置在LTE FDD 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。　　（2）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。LTE TDD系统在支持不对称业务方面具有一定的灵活性。根据LTE TDD帧结构的特点，LTE TDD系统可以根据业务类型灵活配置LTE TDD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。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。　　在LTE FDD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LTE FDD系统，LTE TDD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LTE TDD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， LTE TDD系统能有效地降低移动终端的处理复杂性。