LTE 网规网优FAQ_TDD LTE基础篇
内容来源：本站原创作者：管理员 发布时间：2020-03-05 02:08:12浏览：5216
8.1 TDD LTE与WiMAX的主要技术对比
主要技术对比：
（1）网络架构对比：
（2）帧结构对比：
（3）多址方式对比：
WiMAX上下行均采用OFDMA，TD-LTE下行使用OFDMA，上行使用SC-OFDM。
由于上行受限终端电池容量和成本的限制，所以需要采用PAPR比较低的调制技术，提高功放的效率。
SC-OFDM优点在于：较低的PAPR（Peak-Average Power Ratio）；对频率偏移的敏感度低；功效效率高
。缺点：频率资源效率比OFDMA低。
（4）上下行MIMO对比
（5）频率规划对比：
区别：
FFR主要基于时分，而SFR主要基于频分。在FFR中，小区中心用户可以分配整个带宽全部子载波，小区
边缘用户仅使用1/3子载波；SFR小区中心用户只允许分配整个带宽2/3的子载波，小区边缘用户分配剩余1/3
的子载波。
（6）HARQ机制对比：
HARQ（Hybrid automatic repeat request）混合自动重传请求，主要是通过ARQ与FEC相结合的方式提
高传输效率。
WiMAX使用CC-HARQ（Chase Combining），即chase合并HARQ；
LTE使用的是IR-HARQ（Incremental Redundancy），即增量冗余HARQ。
CC-HARQ：传统的HARQ方式，重传的数据包与原始数据包相同
IR-HARQ：接收错误的数据分组不会丢弃，而是与重传的冗余信息合并之后进行解码，重传数据通常与
第一次传输不一样，它携带了新的冗余信息与先前收到的初次传输信息一起，形成了纠错能力更强的前向纠
错码，使差错率进一步降低。
IR-HARQ与CC-HARQ相比，约有2dB左右的增益。
8.2 TDD LTE与FDD LTE技术上有哪些相同点及不同点
（1）TDD LTE和FDD LTE技术相同点如下：
a、CSFB（CS Fallback）：发生语音呼叫，终端切换到3G接入网去实现，实际使用3G接入网，不是LTE网络
；
b、SRVCC（Single Radio Voice Cell Continuity）：3GPP TS 23.216中提出的双模单待无线语音呼叫连
续性；
（2）TDD LTE与FDD LTE技术不同点如下：
ASS（Adaptive Antenna System）：自适应天线系统
8.3 TDD LTE与FDD LTE相比有哪些优势和劣势
频分双工（FDD）和时分双工（TDD）是两种不同的双工方式。
FDD是在分离的两个对称频率信道上进行接收和发送，用保护频段来分离接收和发送信道，其单方向的
资源在时间上连续的。FDD在支持对称业务时，能充分利用上下行的频谱，但在支持非称业务时，频谱利用
率大大降低。
TDD用时间来分离接收和发送信道，接收和发送使用同一频率载，其单方向的资源在时间上是不连续的
，时间资源在两个方向上进行了分配，基站和终端之间必须协同一致才能顺利工作。
TDD双工方式的工作特点使TDD具有如下优势：
（1）能够灵活配置频率，使用FDD系统不易使用的零散频段
（2）可以通过调整上下行时隙转换点，提高下行时隙比例，能够很好地支持非对称业务
（3）具有上下行信道一致性，基站的收/发可以共用部分射频单元，降低了设备成本
（4）接收上下行数据时，不需要收发隔离器，只需一个开关即可，降低了设备的复杂度
（5）具有上下行信道互惠性，能够更好的采用传输预处理技术，如预RAKE技术、联合传输（JT）技术、智
能天线技术等，能有效地降低移动终端的处理复杂性。
TDD双工方式相较于FDD，存在的不足：
（1）TDD方式的时间资源分别给了上行和下行，因此TDD方式的发射时间大约只有FDD的一半，如果TDD要发
送和FDD同样多的数据，就要增大TDD的发送功率；
（2）在相同带宽条件下，TDD的峰值速率要低于FDD
（3）TDD系统收发受限，因此TDD的峰值速率要低于FDD
（4）TDD系统收发信道同频，无法进行干扰隔离，系统内和系统间存在干扰
（5）为了避免与其它无线系统之间的干扰，TDD需要预留较大的保护带，影响了整体频谱利用效率。
8.4 TDD LTE无线帧格式
3GPP定义TDD LTE帧结构为Type2，每个10ms无线帧被分为2个5ms的半帧，每个半帧有4个数据子帧和一
个特殊子帧组成。
特殊子帧包括三个时隙：DwPTS、GP、和UpPTS，总长1ms。其中DwPTS和UpPTS长度可配，为了节省网络
开销，TDD LTE允许利用特殊时隙DwPTS和UpPTS传输系统控制信息。
（1）DwPTS
可看做一个特殊的下行子帧，最多12个symbol，最少3个symbol，可用于传送下行数据和信令
（2）UpPTS
不发任何控制信令或数据，长度为2个或1个symbol；2个符号时用于传输RRACH Preamble或Sounding
RS，当为1个符号时只用于Sounding RS。在FDD中，上行Sounding是在普通数据子帧中传输的。
（3）GP
根据DwPTS、UpPTS长度，GP长度对应为1~10个symbol。
保证距离天线远近不同的UE上行信号在eNodeB的天线空口对齐；提供上先行转化时间（eNodeB的上行到
下行的转换实际也有一个很小转化时间Tud，小于20us），避免相邻基站间上下行干扰；GP大小决定了支持
小区半径的大小，LTE TDD最大可以支持100KM。
8.5 TDD LTE与FDD LTE同步信号设计的差异
TDD LTE和FDD LTE的主同步信号（PSS）、辅同步信号（SSS）生成方式、传递信息一样。
但在帧结构中，同步信号的相对位置不同。TDD中P-SCH在DwPTS的第三个符号，S-SCH在第一个子帧和第
6个子帧的最后一个符号。
利用主辅同步信号的相对位置不同，UE可以在小区搜索的初始阶段识别系统是FDD还是TDD小区。
8.6 TDD LTE子帧配比可调是什么？有多少种配比？有什么作用？
TDD LTE可根据不同业务类型调整上下行配比，以满足上下行非对称业务的需求，最大限度增大频谱效
率；而FDD仅有1:1一种子帧配比，无法根据业务需要最大化频谱效率。TDD子帧配比如下图所示：
8.7 TDD LTE与FDD LTE在HAQR的设计上的差异
弄清这个问题前，首先需要明确下行数据必须在上行子帧上反馈ACK／NACK,且与初传数据存在定时关系
，以节省信令开销，这个是协议定义的。
由于FDD的上下行子帧配比固定，因此，ACK与初传数据的间隔固定为4个TTI，即HARQ的RTT（Round
Trip Time）固定为8ms，且ACK/NACK位置固定。
TDD由于上下行子帧配比不固定，4个TTI后不一定是期望的上行子帧，因此ACK与初传数据的时间间隔也
是一个变量，给系统的设计增加了难度。
以下举个例子说明
FDD系统中，UE发送数据后，经过3ms的处理时间，系统发送ACK/NACK，UE在经过3ms的处理时间确认，
此后，一个完整的HARQ处理过程结束，整个过程耗费8ms。在TDD系统中（3UL：2DL为例），UE发送数据，
3ms处理时间后，系统本来应该发送ACK/NACK，但是经过3ms处理时间的时隙为上行，必须等到下行才能发送
ACK/NACK。系统发送ACK/NACK后，UE再经过3ms处理时间确认，整个HARQ处理过程耗费11ms。类似的道理，
UE如果在第2个时隙发送数据，同样，系统必须等到DL时隙才能发送ACK/NACK，此时，HARQ的一个处理过程
耗费10ms。
8.8 TDD LTE与FDD LTE上下行参考信号是什么？有什么不同点？
TDD LTE和FDD LTE上行参考信号包括两类：
（1）DM RS（Demodulation reference signal）解调参考信号，它随着PUSCH或PUCCH一起传输，能够实现
的反馈上行信道质量
（2）SRS（Sounding reference signal）探测参考信号，不与PUSCH或PUCCH一起传输
需要注意的是FDD模式中，SRS仅在普通数据子帧上传输，在TDD中为了提高频谱效率，SRS既可以在普
通子帧上传输，也可以在特殊子帧UpPTS上传苏。
至于下行参考信号也有两类：
（1）CRS（Cell-specific RS）用作小区级下行信道测量，TDD与FDD共有
（2）DRS（UE-specific RS）TDD LTE独有的参考信号，仅用于估计Beamforming的信道特性，以对
Beamforming加权数据信道进行解调
8.9 怎样进行TDD LTE的PRACH参数规划（ZC根序列规划）？和FDD规划是否一致？
在TDD模式下PRACH规划的目的和FDD模式相同，ZC根序列、Ncs等基本概念一致，根序列的分配思路也基
本一致。
主要区别在于TDD与FDD相比，增加了前导格式4 ，当TDD采用前导格式4时，ZC根序列长度Nzc以及循环
移位Ncs有所不同（也可参考协议[TS36.211]），如下表2和表3所示：
Ncs>1.04875*(6.67r+Tmd+2) PreambleFmt=0~3
Ncs>1.0425*(6.67r+Tmd+2) PreambleFmt=4
a、明确了小区半径、前导格式和Ncs约束条件后，其它规划原则和方法FDD类似，可参考《LTE-PRACH参数
规划指导书》
b、采用前导格式在0~3时，TDD与FDD都可采用自研U-Net进行规划。如果TDD模式下采用前导格式4，则只能
手动进行根序列规划，U-Net不支持。
8.10 如何理解TDD LTE中采用的Beamforming技术？
Beamforming即波束赋形，一种应用于小间距天线阵列的多天线传输技术，要原理是利用空间信道的强
相关性，利用波的干涉原理产生强方向性的辐射方向图，使得辐射方向图的主瓣自适应的指向用户来波方向
，从而提高信噪比，提高系统容量或者覆盖范围。当天线以多个高增益窄波束动态的跟踪多个期望用户，在
接收模式下，来波方向之外的信号被抑制，发射模式下，能使期望用户接受的信号功率最大，同时使窄波束
照射范围以外的非期望用户受到的干扰最小。
FDD系统上下行分开，信道没有互易性，因此很难利用上行信道估计下行信道信息，要实现
Beamforming难度较大，因此，Beamforming主要在TDD LTE中应用。
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主要技术对比：
（1）网络架构对比：
（2）帧结构对比：
（3）多址方式对比：
WiMAX上下行均采用OFDMA，TD-LTE下行使用OFDMA，上行使用SC-OFDM。
由于上行受限终端电池容量和成本的限制，所以需要采用PAPR比较低的调制技术，提高功放的效率。
SC-OFDM优点在于：较低的PAPR（Peak-Average Power Ratio）；对频率偏移的敏感度低；功效效率高
。缺点：频率资源效率比OFDMA低。
（4）上下行MIMO对比
（5）频率规划对比：
区别：
FFR主要基于时分，而SFR主要基于频分。在FFR中，小区中心用户可以分配整个带宽全部子载波，小区
边缘用户仅使用1/3子载波；SFR小区中心用户只允许分配整个带宽2/3的子载波，小区边缘用户分配剩余1/3
的子载波。
（6）HARQ机制对比：
HARQ（Hybrid automatic repeat request）混合自动重传请求，主要是通过ARQ与FEC相结合的方式提
高传输效率。
WiMAX使用CC-HARQ（Chase Combining），即chase合并HARQ；
LTE使用的是IR-HARQ（Incremental Redundancy），即增量冗余HARQ。
CC-HARQ：传统的HARQ方式，重传的数据包与原始数据包相同
IR-HARQ：接收错误的数据分组不会丢弃，而是与重传的冗余信息合并之后进行解码，重传数据通常与
第一次传输不一样，它携带了新的冗余信息与先前收到的初次传输信息一起，形成了纠错能力更强的前向纠
错码，使差错率进一步降低。
IR-HARQ与CC-HARQ相比，约有2dB左右的增益。
8.2 TDD LTE与FDD LTE技术上有哪些相同点及不同点
（1）TDD LTE和FDD LTE技术相同点如下：
a、CSFB（CS Fallback）：发生语音呼叫，终端切换到3G接入网去实现，实际使用3G接入网，不是LTE网络
；
b、SRVCC（Single Radio Voice Cell Continuity）：3GPP TS 23.216中提出的双模单待无线语音呼叫连
续性；
（2）TDD LTE与FDD LTE技术不同点如下：
ASS（Adaptive Antenna System）：自适应天线系统
8.3 TDD LTE与FDD LTE相比有哪些优势和劣势
频分双工（FDD）和时分双工（TDD）是两种不同的双工方式。
FDD是在分离的两个对称频率信道上进行接收和发送，用保护频段来分离接收和发送信道，其单方向的
资源在时间上连续的。FDD在支持对称业务时，能充分利用上下行的频谱，但在支持非称业务时，频谱利用
率大大降低。
TDD用时间来分离接收和发送信道，接收和发送使用同一频率载，其单方向的资源在时间上是不连续的
，时间资源在两个方向上进行了分配，基站和终端之间必须协同一致才能顺利工作。
TDD双工方式的工作特点使TDD具有如下优势：
（1）能够灵活配置频率，使用FDD系统不易使用的零散频段
（2）可以通过调整上下行时隙转换点，提高下行时隙比例，能够很好地支持非对称业务
（3）具有上下行信道一致性，基站的收/发可以共用部分射频单元，降低了设备成本
（4）接收上下行数据时，不需要收发隔离器，只需一个开关即可，降低了设备的复杂度
（5）具有上下行信道互惠性，能够更好的采用传输预处理技术，如预RAKE技术、联合传输（JT）技术、智
能天线技术等，能有效地降低移动终端的处理复杂性。
TDD双工方式相较于FDD，存在的不足：
（1）TDD方式的时间资源分别给了上行和下行，因此TDD方式的发射时间大约只有FDD的一半，如果TDD要发
送和FDD同样多的数据，就要增大TDD的发送功率；
（2）在相同带宽条件下，TDD的峰值速率要低于FDD
（3）TDD系统收发受限，因此TDD的峰值速率要低于FDD
（4）TDD系统收发信道同频，无法进行干扰隔离，系统内和系统间存在干扰
（5）为了避免与其它无线系统之间的干扰，TDD需要预留较大的保护带，影响了整体频谱利用效率。
8.4 TDD LTE无线帧格式
3GPP定义TDD LTE帧结构为Type2，每个10ms无线帧被分为2个5ms的半帧，每个半帧有4个数据子帧和一
个特殊子帧组成。
特殊子帧包括三个时隙：DwPTS、GP、和UpPTS，总长1ms。其中DwPTS和UpPTS长度可配，为了节省网络
开销，TDD LTE允许利用特殊时隙DwPTS和UpPTS传输系统控制信息。
（1）DwPTS
可看做一个特殊的下行子帧，最多12个symbol，最少3个symbol，可用于传送下行数据和信令
（2）UpPTS
不发任何控制信令或数据，长度为2个或1个symbol；2个符号时用于传输RRACH Preamble或Sounding
RS，当为1个符号时只用于Sounding RS。在FDD中，上行Sounding是在普通数据子帧中传输的。
（3）GP
根据DwPTS、UpPTS长度，GP长度对应为1~10个symbol。
保证距离天线远近不同的UE上行信号在eNodeB的天线空口对齐；提供上先行转化时间（eNodeB的上行到
下行的转换实际也有一个很小转化时间Tud，小于20us），避免相邻基站间上下行干扰；GP大小决定了支持
小区半径的大小，LTE TDD最大可以支持100KM。
8.5 TDD LTE与FDD LTE同步信号设计的差异
TDD LTE和FDD LTE的主同步信号（PSS）、辅同步信号（SSS）生成方式、传递信息一样。
但在帧结构中，同步信号的相对位置不同。TDD中P-SCH在DwPTS的第三个符号，S-SCH在第一个子帧和第
6个子帧的最后一个符号。
利用主辅同步信号的相对位置不同，UE可以在小区搜索的初始阶段识别系统是FDD还是TDD小区。
8.6 TDD LTE子帧配比可调是什么？有多少种配比？有什么作用？
TDD LTE可根据不同业务类型调整上下行配比，以满足上下行非对称业务的需求，最大限度增大频谱效
率；而FDD仅有1:1一种子帧配比，无法根据业务需要最大化频谱效率。TDD子帧配比如下图所示：
8.7 TDD LTE与FDD LTE在HAQR的设计上的差异
弄清这个问题前，首先需要明确下行数据必须在上行子帧上反馈ACK／NACK,且与初传数据存在定时关系
，以节省信令开销，这个是协议定义的。
由于FDD的上下行子帧配比固定，因此，ACK与初传数据的间隔固定为4个TTI，即HARQ的RTT（Round
Trip Time）固定为8ms，且ACK/NACK位置固定。
TDD由于上下行子帧配比不固定，4个TTI后不一定是期望的上行子帧，因此ACK与初传数据的时间间隔也
是一个变量，给系统的设计增加了难度。
以下举个例子说明
FDD系统中，UE发送数据后，经过3ms的处理时间，系统发送ACK/NACK，UE在经过3ms的处理时间确认，
此后，一个完整的HARQ处理过程结束，整个过程耗费8ms。在TDD系统中（3UL：2DL为例），UE发送数据，
3ms处理时间后，系统本来应该发送ACK/NACK，但是经过3ms处理时间的时隙为上行，必须等到下行才能发送
ACK/NACK。系统发送ACK/NACK后，UE再经过3ms处理时间确认，整个HARQ处理过程耗费11ms。类似的道理，
UE如果在第2个时隙发送数据，同样，系统必须等到DL时隙才能发送ACK/NACK，此时，HARQ的一个处理过程
耗费10ms。
8.8 TDD LTE与FDD LTE上下行参考信号是什么？有什么不同点？
TDD LTE和FDD LTE上行参考信号包括两类：
（1）DM RS（Demodulation reference signal）解调参考信号，它随着PUSCH或PUCCH一起传输，能够实现
的反馈上行信道质量
（2）SRS（Sounding reference signal）探测参考信号，不与PUSCH或PUCCH一起传输
需要注意的是FDD模式中，SRS仅在普通数据子帧上传输，在TDD中为了提高频谱效率，SRS既可以在普
通子帧上传输，也可以在特殊子帧UpPTS上传苏。
至于下行参考信号也有两类：
（1）CRS（Cell-specific RS）用作小区级下行信道测量，TDD与FDD共有
（2）DRS（UE-specific RS）TDD LTE独有的参考信号，仅用于估计Beamforming的信道特性，以对
Beamforming加权数据信道进行解调
8.9 怎样进行TDD LTE的PRACH参数规划（ZC根序列规划）？和FDD规划是否一致？
在TDD模式下PRACH规划的目的和FDD模式相同，ZC根序列、Ncs等基本概念一致，根序列的分配思路也基
本一致。
主要区别在于TDD与FDD相比，增加了前导格式4 ，当TDD采用前导格式4时，ZC根序列长度Nzc以及循环
移位Ncs有所不同（也可参考协议[TS36.211]），如下表2和表3所示：
Ncs>1.04875*(6.67r+Tmd+2) PreambleFmt=0~3
Ncs>1.0425*(6.67r+Tmd+2) PreambleFmt=4
a、明确了小区半径、前导格式和Ncs约束条件后，其它规划原则和方法FDD类似，可参考《LTE-PRACH参数
规划指导书》
b、采用前导格式在0~3时，TDD与FDD都可采用自研U-Net进行规划。如果TDD模式下采用前导格式4，则只能
手动进行根序列规划，U-Net不支持。
8.10 如何理解TDD LTE中采用的Beamforming技术？
Beamforming即波束赋形，一种应用于小间距天线阵列的多天线传输技术，要原理是利用空间信道的强
相关性，利用波的干涉原理产生强方向性的辐射方向图，使得辐射方向图的主瓣自适应的指向用户来波方向
，从而提高信噪比，提高系统容量或者覆盖范围。当天线以多个高增益窄波束动态的跟踪多个期望用户，在
接收模式下，来波方向之外的信号被抑制，发射模式下，能使期望用户接受的信号功率最大，同时使窄波束
照射范围以外的非期望用户受到的干扰最小。
FDD系统上下行分开，信道没有互易性，因此很难利用上行信道估计下行信道信息，要实现
Beamforming难度较大，因此，Beamforming主要在TDD LTE中应用。
慧牛科技（www.smartnew.com.cn）致力于搭建通信行业人才输出的桥梁，提供包含4G网络优化、WEB前端开发，嵌入式开发，入职与咨询服务，文章转载请标明出处！
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