達到更高頻譜利用率、覆蓋率，同時保證多**應用的qos服務質量，已經成為***蜂窩4g網路的挑戰和目標。在4g系統裡，有許多關於物理層和多接入以提高頻譜利用率方面的研究，以支援高達100mbps甚至更高的資料傳輸速率。例如，正交分頻多重進接ofdma、mimo天線，以及跨層資源優化，被認為是4g系統中的核心技術，並同時在頻率選擇的衰落通道中提供高可靠通訊。
另一方面，4g系統雙工方式的選擇，是fdd還是tdd這個問題，還懸而未決，fdd和tdd模式都互有技術上的優勢和挑戰。在4g網路中誰佔據更大的市場份額，要看市場需求和競爭的需要，同時還要結合各國國情、各運營商的具體情況以及市場競爭等因素。
3g時代的 tdd和fdd
只要是雙向通訊，就需要一定的雙工工作模式。當前2g和3g通訊領域使用雙工模式主要是頻分雙工和時分雙工，即fdd（frequency division duplex)與tdd（time division duplex），它們是各種無線系統中常用的雙工方式。
在現有的3g有三大主流技術標準：wcdma、cdma2000和td-scdma，雖然它們都屬於cdma技術，但是從它們的主要應用方面可分為兩類：wcdma、cdma2000屬於fdd標準；而td-scdma屬於tdd標準。另外，3.5g 的hsdpa系統中兼有fdd和tdd，而4g的前驅mobile wimax兼有tdd、fdd、半雙工fdd。
如圖1所示，fdd和tdd具體的特徵是：
（1）fdd採用兩個對稱的頻率通道，傳送和接收通道之間存在著一定的頻段保護間隔。如gsm、cdma 1x的收發通道間隔為45 mhz，wcdma的間隔為190 mhz。
（2）tdd的傳送和接收訊號在同一頻率通道的不同時隙中進行，彼此之間採用一定的保證時間予以分離。它不需要分配對稱頻段的頻率，在進行不對稱的資料傳輸時，可充分利用有限的頻譜資源。
圖1 fdd和tdd雙工
tdd v.s. fdd：孰優孰劣?
採用fdd的移動系統與採用tdd的移動系統相比，互有以下優缺點：
（1）fdd必須使用成對的收發頻率。在支援以語音為代表的對稱業務時能充分利用上下行的頻譜，但在進行以ip為代表非對稱的資料交換業務時，頻譜的利用率則大為降低，約為對稱業務時的60%。而tdd則不需要成對的頻率，通訊網路可根據實際情況靈活地變換通道上下行的切換點，能有效地提高系統傳輸不對稱業務時的頻譜利用率。
（2）根據itu對3g的要求，採用fdd模式的系統的最高移動速度可達500千公尺/小時，而採用tdd模式的系統的最高移動速度只有12千公尺/小時。這是因為，目前tdd系統在晶元處理速度和演算法上還達不到更高的標準。
（3）採用tdd模式工作的系統，上、下行工作於同一頻率，其電波傳輸的一致性使之適用智慧型天線技術，可有效減少多徑干擾，提高裝置的可靠性。而收、發採用一定頻段間隔的fdd系統則難以採用。據測算，tdd系統的基站裝置成本比fdd系統的基站成本低約20%～50%。
（4）在抗干擾方面，使用fdd可消除鄰近蜂窩區基站和本區基站之間的干擾，fdd系統的抗干擾性能在一定程度上好於tdd系統。
根據fdd、tdd模式以上不同的特點，在3g流動網路中，它們各自有著不同的適用範圍：
（1）採用fdd系統多是連續控制，適應於大區制的國家和國際間覆蓋漫遊，適合於對稱業務（如話音、互動式適時資料等）。
（2）採用tdd系統多是時間分隔控制，適用於城市及近郊等高密度地區的區域性覆蓋和對稱及不對稱資料業務。特別是它的不對稱傳輸資料的功能，尤為適合接入基於ip的各種資料業務。因為，在internet的資料傳輸過程中，往往要求下行速率遠大於上行速率。
tdd和fdd共存4g網路？
目前有研究利用鄰近通道使tdd和fdd共存的情況，在這種情況下，運營商可以在鄰近通道上使用不同的雙工模式。這是因為tdd適合微蜂窩，其服務小區半徑小，訊號切換頻繁，容易掉線，因而對高速移動的支援較差。而由於fdd比tdd適合於大區，因此在fdd巨集蜂窩裡加小tdd蜂窩的混合型網路結構被提出。
這種混合fdd/tdd系統在最近有可能被實現。在混合的fdd/tdd系統中，一些沒有充分利用的fdd通道將由tdd通道代替，以支援非對稱資料流。混合系統也允許運營商逐漸從現有的fdd系統逐漸過渡到tdd系統上來。tdd和fdd系統共存的最大因素為tdd和fdd之間的干擾，它是兩系統能夠共存的最大瓶頸。
如圖2，當tdd與fdd工作於相鄰頻段時，需考慮彼此間的干擾問題，即tdd系統可能對fdd系統造成于擾，fdd系統也可能對tdd系統造成干擾。為克服tdd中心站對fdd中心站的干擾，在tdd工作頻段與fdd頻段間就需要設定保護帶。
圖2 fdd與tdd混合網路之間的干擾
在4g系統中，如果干擾沒有超過一定的範圍，fdd和tdd這兩種就可以執行在同一波段內，這種情況適用於室內模型：室外的蜂窩用fdd，室內的蜂窩在同一頻段上用tdd，而建築物的牆和隔離物可以減輕tdd和fdd之間的干擾。
4g對tdd和fdd的選擇
fdd上下行訊號被不同頻率隔離，因此需要對稱頻譜。對語音應用來說，上下行流量是對稱的，因此fdd在2g和3g蜂窩網路中效率很高。而tdd上下行訊號在時域上是分開的，它具有上下行流量的非對稱性和單一頻譜的靈活性，然而tdd在巨集小區覆蓋方面面臨困難，目前僅僅在熱點業務中應用，像tds-cdma。
圖3 從3g到4g的應用演進
不過，因為tdd在高頻寬的多**應用中上下行流量的非對稱性和單一頻譜的靈活性，更適合基於ip的資料業務，在核心網、移動網ip化的潮流下，tdd在各種下一代無線網路中都得到了重視。
然而在目前，tdd模式在運營中還面臨一系列技術問題，如交叉時隙干擾、操作干擾、轉接時延以及傳送通道狀態資訊超時，所以使用單一模式的tdd還是不現實的。
圖4 移動使用者增長及對上下行頻寬的需求
tdd和fdd在技術特點上各有各的優勢，中國是世界第一移動大國，頻譜資源日益短缺是流動網路建設迫切需要解決的第一問題。對頻譜資源，每乙個人都會明白：fdd頻譜資源緊張，tdd頻譜資源豐富。在這一點上，tdd的優勢更明顯一些，所以在中國，從tds-cdma 3g到4g的各個階段，都將更傾向於使用tdd技術。
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