一、TDD与FDD的工作原理
TDD与FDD双工的方式不同，TDD以时间来分离接收与发送信道，当移动通信以TDD的方式进行时，接受和发送使用同一频率载波的不同时隙来当信道的承载，单方向的资源在时间上不连续，时间资源在两个方向上进行了分配，一个时间段内基站发送信号给移动台，另一个时间段内移动台发送信号给基站，基站与移动台要顺利工作必须协同一致。FDD是分离的两个对称频率信道上进行收发，用保护频段来分离接收与发送的信道，FDD必须采用成对的频率，依靠频率上行、下行两个链路，因此在单方向上的资源时间上是连续的，FDD在做对称的业务时，能使上行下行两条链路的资源都能充份利用，而在做不对称业务时，频谱利用率则会大幅度降低。
二、帧结构比较
2.1FDD帧结构
FDD技术的帧结构同时支持全双工与半双工，支持半双工主要是为了PTT之类的结构而节省UE成本，并使高质量信号的要求得到满足。LTE-FDD每个无线帧性能如下：每个无线帧长度包含20个时隙，每个连续时隙2i及2i+1构成一个子帧，它能在10ms的间隙中10个子帧作上行传输，10个子帧作下行传输。
2.2TDD帧结构
现在提到的LTETDD帧结构不是基于TDSCDMA特性的帧频，而是在2007年会议之后，提出的接近于FDD类似结构的帧。TDD的无线帧长度是Tf=307200×Ts=10ms，与FDD相同，同时它分为2个半帧频，每个长度为5ms，每个半帧又包含5个子帧，每个长度1ms，TDD模式的上下行使用要分开来，它共有7种组合。标示“U”预留给上行传输，标示“D”表明预留给下行传输，标示“S”表明是特殊的子帧。ITU规定LTE除了新划分的频段可以使用，还可以使用原本的3G频段，因此LTETDD的GP位置与长度一定要和TDSCDMA匹配才能避免系统之间的干扰。
三、LTETDD与LTEFDD的比较
LTETDD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LTEFDD相比,具有特有的优势，但也存在一些不足。
3.1LTETDD的优势
(1)频谱配置现有的通信系统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。(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。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。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，小于信道相干时伺,链路无线传播环境差异不大，在使用赋形算法时,上下行终端的处理复杂性。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。
3.2LTETDD的不足
由于LTETDD在同一帧中传输上下行两个链路，系统设计更加复杂，对设备的要求较高，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对频谱资源造成了浪费。(2)使用HARQ技术时，LTETDD使用的控制信令比LTEFDD更复杂，且平均RTT稍长于LTEFDD的sms。(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很高。高速移动物体中性能下降较LTEFDD严重。为了补偿LTETDD系统的不足，LTETDD系统采用了一些新技术，如：TDD支持微小区使用更短的PRACH，以提高频谱利用率；在D-BCH中传输DL：UL配置情况，以保证上下行帧的准确接收等。
四、融合与发展的趋势
4.1共用平台
作为LTE的两种制式，LTE-TDD和LTE-FDD主要的不同集中在物理层上，而在媒质接入控制层（MAC）、无线链路控制层（RLC）的差别不大，在高层协议上基本没什么不同。它们都是无线帧为10ms，半帧为5ms，子帧为1ms，它们的特点也很一致，只有层一的帧结构有区别，而在2007年通过整合以后，帧长也接近一致，目前，在技术上也希望通过统一标准使FDD与TDD无线系统的技术都得到优化，使两者的频谱利用率相同。
4.2存在的问题
虽然LTETDD的帧结构已经改变，使LTETDD与LTEFDD融合发展的实现成为可能，但是，这项技术也存在一些问题，主要是因为LTETDD的结构改变了原来的TDSCDMA的模式，而没有考虑在原有基础上进行兼容，因此，LTETDD与TDSCDMA系统有可能出现因为设计不当而使系统之间产生互相干扰的问题。TDSCDMA帧结构主要使用10ms无线帧与5ms子帧，它分为7个时隙（以0-6作为序号进行区别）与三个特定的子帧（DwPTS、GP、UpPTS），而特定帧是不占时隙的，因此时隙0与DwPTS之间永远固定留给下行传输，而时隙1与UpPTS永远固定留给上行传输，在这两者之间存在一个转换点，其它时隙可以根据系统的实际情况进行划分，它意味着上下行之间存在着转换问题，而DwPTS又要占96码片，GP占96码片，UpPTS占160码片，这些长度都是为了保护上下行之间不被干扰进行设计，而现在LTETDD帧结构中，对这种特定区域分出9种组合，如果LTETDD和TDSCDMA在三种参数配置上出现不一致，就会产生系统干扰现象。
五、展望
过去LTEFDD与LTETDD不能进行共享与统一是因为帧结构区别太大，而在2007年3GPP对TDD技术进行改进以后，两者之间已经倾向于一致。这种一致性，使系统和终端都有可能在低成本下实现对两种模式的同时支持，对运营商来说，如果网络系统能够同时支持FDD与TDD，那么只需要搭建一个平台就能实现两种技术的功能，这对设备商与运营商来说都是一个极大的福音，因为这可以极大的降低成本，扩大使用规模，创造经济效益，而这种双模式实现对TDD技术来说优势更大，如果运营商可以选择两种技术的话，在频率资源不够的时候，采用不对称频段是更理想的。因此，可以确定，FDDLTE与TDDLTE在4G移动通信领域必然会有着共同而可观的应用前景。
作者：李伟 单位：中铁十六局集团电务工程有限公司
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