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1、FDD-LTE技术简介16721492 程俊达2017.3.3摘 要：随着当今世界信息化程度越来越高，通信技术的发达程度对社会的发展速度有着关键的影响。如今全球已经迈入4G时代，4G移动通信技术作为目前最前沿的通信技术，已被全球广泛的采用，在生产生活和科技进步方面发挥着无可替代的作用。TDLTE和FDDLTE作为4G的两种不同的网络制式，在编码、空口、信令方面有所不同，但除此之外的相似度达到百分之九十。本文着重介绍FDDLTE的网络制式，从其特点、优势、关键技术、与TD方式的优劣对比以及目前的发展程度进行一个详细的介绍。希望让更多的人能了解FDDLTE，了解它与TD的异同，从而更好地去展望未来
2、的5G通信。The Introduction of FDD-LTE TechnologyAbstract: With the increasing degree of information technology in the world today, the degree of communication technology development has a key impact on the speed of social development. Now the world has entered the 4G era, 4G mobile communication technol
3、ogy as the most cutting-edge communications technology, has been widely used in the world, in production and scientific and technological progress play an irreplaceable role. TD-LTE and FDD-LTE as the 4G of the two different network formats, coding, air port, signaling is different, but in addition
4、to the similarity of 90%. This paper focuses on the FDD-LTE network standard, from its characteristics, advantages, key technologies, and TD way of comparison and the current level of development of a detailed introduction. Want to let more people understand FDD-LTE, understand its similarities and
5、differences with TD, so as to better look forward to the future 5G communication.1. 引言伴随着人类社会进入信息时代，移动互联网成为了信息化时代最具时代特色的前沿技术。移动互联网是通信产业与传统的IT产业的交汇和融合，是信息技术IT(Information Technology)产业向通信技术 CT ( Communication Technology )产业的渗透。随着人们对于高速的数据传输日益增长的需求及智能移动终端设备的出现，使得人们开始追求对生活品质以及丰富多彩的体验，传统的移动互联业务已经无法满足人们的
6、需求，高质量的移动视听服务，高清晰度的视听享受，需要体验快捷方便的移动支付，需要进行实时流畅的手机游戏，需要进行高速准确的移动搜索，实时的获取各种新闻信息，人们希望在移动中进行轻松的社交活动，高效的完成工作。正是这些需求，成为了推动移动互联技术快速发展的源动力 ，推动着我们的信息时代大步向前，日新月异。目前，我们已经进入4G移动互联时代，4G网络已经遍布全球，移动互联网用户的数量正在以史无前例的速度增长。据统计，目前全球移动上网的用户已经远远超过了固定网络上网的用户；移动话音通信的用户已经远远超过了固定电话通信的用户；移动数据业务收人已经远远超过了移动话 音业务收人；手机用户保有量已经超过PC
7、和TV用户的保有量。4G移动互联正在构建一个全新的信息时代1。2通信技术发展历程移动通信技术到目前为止经历了四个阶段的发展历程。第一代（1G）通信技术自上世纪80年代初期被提出，历经十年的发展问世，这一代移动通信技术主要是通过模拟传输。第1代移动通信系统（1G）是模拟式通信系统，模拟式是代表在无线传输采用模拟式的FM调制，将介于300Hz到3400Hz的语音转换到高频的载波频率MHz上。一部大哥大在当时的售价为21000元，除了手机价格昂贵之外，手机网络资费的价格也让普通老百姓难以消费。当时的入网费高达6000元，而每分钟通话的资费也有0.5元。不过由于模拟通信系统有着很多缺陷，经常出现串号、
8、盗号等现象，给运营商和用户带来了不少烦恼。于是在1999年A网和B网被正式关闭2。 第二代（2G）通信技术的发展开始于二十世纪九十年代初期，该技术通过采用更密集的技术结构以及引用智能技术等，较1G技术有所进步，但依然不能真正满足移动通信业务的发展需求。从1G跨入2G的分水岭则是从模拟调制进入到数字调制，相比于第1代移动通信，第二代移动通信具备高度的保密性，系统的容量也在增加，同时能够提高多种业务服务。从这一代开始手机也可以上网了。第一款支持WAP的GSM手机是诺基亚7110，它的出现标志着手机上网时代的开始，而那个时代GSM的网速仅有9.6KB/s。数字网有以下优点：1.频谱利用率高，有利于提
9、高系统容量；2.提供多种业务服务，提高通信系统通用性；3.抗噪声、抗干扰、抗多径衰落能力强；4.能实现更有效、灵活的网络管理和控制；5.便于实现通信的安全保密；6.可降低设备成本。 第三代（3G）通信技术的问世，通过应用智能信号等处理技术，已经能够提供前两代技术无法提供的移动宽带服务，但该技术中频谱利用效率还是比较低，依然有大量宝贵的频谱资源未得到充分利用，因此，3G技术同样还是远远不能满足未来人们对于通信技术的需求。国际电信联盟（ITU）发布了官方第3代移动通信（3G）标准IMT-2000（国际移动通信2000标准）。3G存在四种标准制式，分别是CDMA2000，WCDMA，TD-SCDMA
10、，WiMAX。在3G的众多标准之中，CDMA这个字眼曝光率最高，CDMA（码分多址)是第三代移动通信系统的技术基础。中国在2009年的1月7日颁发了3张3G牌照，分别是中国移动的TD-SCDMA，中国联通的WCDMA和中国电信的WCDMA2000。 第四代（4G）通信技术在这种背景下提出，其视频图像传输的效果可以媲美高清晰电视；拥有极高的下载速度及灵活的计费方式等，具有前三代无可比拟的先进性。4G包括TD-LTE和FDD-LTE两种制式，是集3G与WLAN于一体，并能够快速传输数据、高质量、音频、视频和图像等。4G能够以100Mbps以上的速度下载（大约是12.5MB/s18.75MB/s的下
11、行速度），比目前的家用宽带ADSL（4兆）快20倍，并能够满足几乎所有用户对于无线服务的要求。此外，4G可以在DSL和有线电视调制解调器没有覆盖的地方部署，然后再扩展到整个地区。很明显，4G有着不可比拟的优越性。2013年12月4日，工业和信息化部向中国移动、中国电信、中国联通正式发放了第四代移动通信业务牌照（即4G牌照），中国移动、中国电信、中国联通三家均获得TD-LTE牌照，此举标志着中国电信产业正式进入了4G时代3。3简介FDD-LTELTE（Long Term Evolution，长期演进)是由3GPP（The 3rd Generation Partnership Project，第三
12、代合作伙伴计划）组织制定的UMTS（Universal Mobile Telecommunications System，通用移动通信系统）技术标准的长期演进，于2004年12月在3GPP多伦多会议上正式立项并启动。LTE系统引入了OFDM（Orthogonal Frequency Division Multiplexing，正交频分复用）和MIMO（Multi-Input & Multi-Output，多输入多输出）等关键技术，显著增加了频谱效率和数据传输速率（20M带宽2X2MIMO在64QAM情况下，理论下行最大传输速率为201Mbps，除去信令开销后大概为150Mbps，但根据实际组网
13、以及终端能力限制，一般认为下行峰值速率为100Mbps，上行为50Mbps），并支持多种带宽分配：1.4MHz，3MHz，5MHz，10MHz，15MHz和20MHz等，且支持全球主流2G/3G频段和一些新增频段，因而频谱分配更加灵活，系统容量和覆盖也显著提升。LTE系统网络架构更加扁平化简单化，减少了网络节点和系统复杂度，从而减小了系统时延，也降低了网络部署和维护成本。LTE系统支持与其他3GPP系统互操作。根据双工方式不同LTE系统分为FDD-LTE（Frequency Division Duplexing）和TDD-LTE (Time Division Duplexing)，FDD（频分
14、双工）是该技术支持的两种双工模式之一，应用FDD（频分双工）式的LTE即为FDD-LTE。作为LTE的需求，TD系统的演进与FDD系统的演进是同步进行的。绝大多数企业对LTE标准的贡献可等同用于FDD和TD模式。两者的相似度可达90%。由于无线技术的差异、使用频段的不同以及各个厂家的利益等因素，FDD-LTE的标准化与产都领先于TD-LTE。FDD-LTE已成为当前世界上采用的国家及地区最广泛的，终端种类最丰富的一种4G标准。 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
15、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。TD则采用的是同一频率的载波，通过控制信号来控制数据流的方向，并且可根据不同的业务灵活分配上下行的帧比例。4简析FDD-LTE关键技术FDD-LTE主要的关键技术有OFDM（正交频分复用）、MIMO（多入多出）技术即多天线技术、循环前缀（CP）、为了减小峰均比而使用的单载波频分多址（SO-FDMA）等等。接下来将详细讲解这些技术，简析这些技术的优劣。4.1 OFDM（1）概述：正交频分复用(OFDM: Orthogonal Frequency Division Multiplexing)是一种多载波调制技术，早在
16、20世纪60年代就已经提出了OFDM的概念，不过由于实现复杂度高，大家并不怎么关注，之后随着DFT(离散傅立叶变化)、FFT(快速傅立叶变换)的提出以及DSP芯片技术的发展，极大减少了OFDM实现复杂度和成本，OFDM逐步在通信领域得到了广泛的应用，并且成为了高速移动通信中的主流技术。OFDM使用相互重叠但正交的窄带传输数据，相比传统的多载波系统具有更高的频谱利用率。3gpp选择OFDM作为LTE下行数据传输制式。由于OFDM信号是多个子载波信号的叠加，所以存在较高的PAPR(峰均比)，对功放的要求较高，不适合于上行使用，所以为了克服OFDM的缺点，3gpp在上行引入了单载波频分多址(SC-FDMA: Single Carrier Frequency Division Multiple Access)机制，SC-FDMA是OFDM的一种修正形式，和OFDM使用多载波并行方式传输数据相比，SC-FDMA采用单载波串行方式传输数据，从而具有较低的PAPR4。
