为什么LTE是FDD或TDD?

信息处理 OFDM LTE sc-fdma
2022-02-20 00:13:33

在 LTE 系统中,上行和下行链路使用 FDD 或 TDD 双工。为什么没有设计成使用与下行链路 (OFDMA) 相同的复用技术?然后可以为上行和下行链路动态分配资源块,从而使一切变得更加灵活。我知道使用上行链路 sc-fdma 来最小化 PAPR,这可能是唯一的原因吗?

3个回答

您正在混合调制和多路访问这两种东西。选择 SC-FDMA 是因为它是电池友好型调制。SC-FDMA 用于 FDD 和 TDD 模式。

定义 FDD 和 TDD 有几个原因。

从历史上看,人们希望有效地利用宝贵的频谱。FDD 需要两个频段,而 TDD 只需要一个频段。

从经济上讲,LTE是一种宽带技术,即专为高速人类数据连接而设计,高速人类数据连接有利于下行。例如在中国,作为TDD LTE的主导市场(在LTE商用初期,也是唯一的),Youtube视频流占据了很大一部分。在这种情况下,为 UL 预留频段有点浪费。此外,LTE 在大萧条中期商业化,运营商对 CAPEX 支出持怀疑态度。

在协议上,FDD和TDD在复用设备(UE)方面有很大不同,特别是在HARQ-ACK报告、UE调度等方面。如果你看LTE的流程标准,仅以PHY层为例,每种模式都需要非常复杂的调度. 在一个小区中混合两种模式,对于 eNB 来说复杂程度是巨大的,并且没有相关的好处。但是,在两个或多个单元之间混合两种模式是相当可观的,并且自第 11 版以来已在载波聚合范围内标准化。

从技术上讲,由于信道的互易性,TDD 支持更好的信道信息 (CSI) 报告。因此,它有利于需要精确信道估计的波束成形,并且是大规模 MIMO 的一个很好的候选者。

最后,是的,您可以根据需要混合使用两种模式,但付出的努力不值得您获得的好处。

与此同时,进行了一些研究,并就这个问题询问了一些人。AlexTP 基本上是对的。对上行和下行链路(称为双工)的资源进行粗略和(半)静态分离是合理的,以避免复杂性。

我在最初的问题中的意思是,理论上可以将所有资源(时间 x 频率)放在一起,并在 eNodeB 中执行调度,动态地将所有这些资源块用于上行和下行链路。抛开 PAPR 最小化的考虑,OFDMA 也可以用于上行链路,并且资源使用效率将是最大的。如果下行链路流量超过下行链路容量,则来自原始上行链路的资源可以用于下行链路,反之亦然。

然而,复杂性的主要来源是上行链路和下行链路传输之间的交叉干扰。当上行和下行链路首先使用正交资源(不同的时间跨度或频带)时,干扰情况是合理的。但是在LTE等全频复用网络中,一个小区中的终端可能使用与相邻小区中的eNodeB相同的资源,复杂的干扰协调是必须的。

同意另一个答案,即这个问题混淆了概念。TDD/FDD 与 OFDMA 提供的多址接入无关。TDD/FDD是关于双工的,也就是如何分离上下行的流量,减少两个方向的流量之间的干扰。

在早期的无线蜂窝系统(CDMA、UMTS、..)中,FDD 是两种模式之间的主要选择。特别是对于语音通信,这很有意义。您的双向流量都需要窄带通道。按频率分隔它们是一个合理的选择,您不需要在保护间隔上浪费时间(用于在 TDD 中的 RF 中在上行链路和下行链路之间切换)。

与前几代无线蜂窝系统相比,TDD 在 LTE 中越来越受欢迎的一个主要原因是,LTE 的流量模式发生了巨大变化。现在,数据流量非常重要,而且通常是不对称的(下行链路多于上行链路)。对于这种流量,TDD 的一个主要优点是上行链路与下行链路的比率在系统中是可配置的。