我們知道,LTE系統是由國際電聯(ITU-T)推薦的第四代數字蜂窩移動通信系統(4G,ITU-T稱之為IMT-Advanced)的無線接口技術(RIT)之一,也是應用范圍最廣的一種4G技術體制,該技術體制是由3GPP規范的。LTE系統的無線接入網(稱之為E-UTRAN)又分為兩種工作模式:TD-LTE(時分雙工)和LTE FDD(頻分雙工)。事實上,TD-LTE是對3G系統的TD-SCDMA技術制式的發展演進;LTE FDD是對3G系統的WCDMA技術制式的發展演進。
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一、LTE FDD與TD-LTE
1、工作模式
LTE FDD與TD-LTE的顯著區別在于上/下行的雙工方式。TD-LTE技術體制是基于一定的頻域內采用上/下行在時域上進行分割(即上/下行占用不同的時隙),稱之為時分雙工。而LTE FDD技術體制基于一定的時域內采用上/下行在頻域上進行分割(即上/下行占用不同的載波),稱之為頻分雙工。時分雙工與頻分雙工可用下圖1-1來釋義。
圖 1-1:時分雙工和頻分雙工的釋義圖
2、無線幀結構
為此,LTE FDD與TD-LTE兩者的無線幀結構(FS,Frame Structure)是不同的,下圖1-2中分別展示了LTE FDD與TD-LTE的無線幀結構(FS)。LTE FDD無線幀結構(FS1)的10ms無線幀分為10個子幀,每個子幀包括兩個時隙,共20個時隙,每個時隙0.5ms。而TD LTE無線幀結構(FS2)的10ms無線幀包括兩個5ms的半幀,每個半幀由4個數據子幀和1個特殊子幀構成。特殊子幀包括DwPTS、GP和UpPTS共3個特殊時隙,總長度為1ms。DwPTS和UpPTS的長度可配置,其中DwPTS的長度為3~12個OFDM符號,UpPTS的長度為1~2個OFDM符號,相應的GP的長度為1~10個OFDM符號.
圖 1-2:TD-LTE與LTE FDD的無線幀結構
3、差異比較
由上可知,LTE FDD與TD-LTE的差異主要表現在系統的物理層。LTE FDD與TD-LTE 物理層相同點詳見下表1-3-1。LT E FDD與TD-LTE 物理層不同點詳見下表1-3-2。
表 1-3-1:LTE FDD與TD-LTE物理層的相同點
表 1-3-2:LTE FDD與TD-LTE物理層的差異點
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二、LTE FDD基站技術要求的綜述
1、系統結構
LTE FDD是LTE的E-UTRAN系統不同的雙工工作模式,其系統結構仍然是E-UTRAN的系統結構(即LTE FDD與TD-LTE的系統結構是相同的),如下圖2-1-1所示。它是由一個或多個基站基站(eNB)組成,基站(eNB)間通過X2接口相連,基站(eNB)與核心網(EPC)間通過S1接口相連,基站(eNB)與移動終端(UE)間通過空中接口(Uu接口)相連。在S1-Flex配置中,每個基站在一個池區域內和所有的EPC節點相連。
圖 2-1-1:E-UTRAN的系統結構
在工程中,基站(eNB)設備可采用分布式結構,即由基帶單元(BBU)設備和射頻遠端單元(RRU)構成,詳見下圖2-1-2。RRU與BBU可通過光纜或電纜直接相連,BBU通過S1接口與EPC相連。基站(eNB)設備也可以采用基帶部分與射頻部分合設的宏基站結構。
圖 2-1-2:基站(eNB)設備的分布式結構
2、基站系統參數
LTE FDD的基站支持下行OFDMA和上行SC-FDMA傳輸。OFDMA和SC-FDMA操作支持的參數配置詳見下表2-2-1;LTE FDD的基站設備可支持下表2-2-2所示的6種系統帶寬。
表 2-2-1:LTE FDD基站OFDMA和SC-FDMA操作支持的參數配置
表 2-2-1:LTE FDD基站支持的系統帶寬要求
3、信道配置
LTE FDD的基站支持物理信道(下行7種、上行3種)、傳輸信道(下行3種、上行2種)和邏輯信道(下行5種、上行3種)的傳輸,其配置和要求詳見下表2-3-1。下表2-3-1給出了各物理信道支持的調制方式
表 2-3-1:LTE FDD基站支持的各種信道配置及要求
表 2-3-2:LTE FDD基站各物理信道支持的調制方式
4、工作頻段
LTE FDD的基站使用的工作頻段應符合國家無線電管理部門的相關規定。事實上,在工業和信息化部在2012年9月20日發布的《關于國際移動通信系統(IMT)頻率規劃事宜的通知》(工信部無 [2012] 436號)中,對LTE FDD系統使用的工作頻段做出了規定,包括了多個頻段。
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三、關于LTE FDD基站的技術要求
1、第一階段(Phase 1)
關于LTE FDD基站設備技術要求,上述已經介紹了部分的基礎技術要求,主要依據于我國通信行業標準YD/T 2573《LTE FDD數字蜂窩移動通信網 基站設備技術要求(第一階段)》的規定。它規定了LTE FDD基站設備的功能要求、性能要求、接口要求、操作維護要求、機械和環境要求、同步要求、電源和接地要求等。顯然,它規定的是LTE FDD基站設備第一階段的技術要求,當然,它是LTE FDD基站設備的最基本的技術要求,若要詳細了解第一階段LTE FDD基站設備技術要求內容的請查閱下附件3-1。承然,后續階段的技術要求是在第一階段的基礎上引入了一些新的功能(增強技術)的相應技術要求。
附件 3-1:YD/T 2573-2017《LTE FDD數字蜂窩移動通信網 基站設備技術要求(第一階段)》
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2、第二階段(Phase 2)
在第二階段,新引入了LTE FDD基站設備的LTE-A增強技術的相關要求,包括載波聚合(CA)、多天線技術增強、增強小區間干擾協調、多點協助傳輸等技術功能。我國通信行業標準YD/T 3272《LTE FDD數字蜂窩移動通信網 基站設備技術要求(第二階段)》對其引入的新技術做出了規定。
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3、第三階段(Phase 3)
在第三階段,又引入了LTE FDD基站設備的新的LTE-A增強技術,包括載波聚合增強、雙連接、小小區增強、多天線技術增強、ePDCCH等增強技術。我國通信行業標準YD/T 3632《LTE FDD數字蜂窩移動通信網 基站設備技術要求(第三階段)》對這些新技術做出了規定。
4、第四階段(Phase 4)
在第四階段,進一步引入了LTE FDD基站設備的基于3GPP的R13、R14、R15提出的Massive-MIMO、NR雙連接、載波聚合增強及其它增強技術。我國通信行業標準YD/T 3925《LTE FDD數字蜂窩移動通信網 基站設備技術要求(第四階段)》對這些新技術做出了規定。
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