TDD的技术优势
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TDD的技术优势

发布时间:2018-12-06 18:23:04

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  1.使用TDD技术时,只要基站和移动台之间的上下行时间间隔不大,小于信道相干时间,就可以比较简单的根据对方的信号估计信道特征。而对于一般的FDD技术,一般的上下行频率间隔远远大于信道相干带宽,几乎无法利用上行信号估计下行,也无法用下行信号估计上行;这一特点使得TDD方式的移动通信体制在功率控制以及智能天线技术的使用方面有明显的优势。2.TDD技术可以灵活的设置上行和下行转换时刻,用于实现不对称的上行和下行业务带宽,有利于实现明显上下行不对称的互联网业务。但是,这种转换时刻的设置必须与相邻基站协同进行。3.与FDD相比,TDD可以使用零碎的频段,因为上下行由时间区别,不必要求带宽对称的频段。

  第三代移动通信系统的频段是在2GHz范围,但分配给公共陆地移动通信系统使用的频谱为155 MHz,仅为整个2GHz频段的7%,这样希望的带宽也仅相当于一个2GHz宽带电缆的7%。面对日益高速增长和扩展的移动业务,第三代系统的首要要求是更高的频谱利用率。TDD模式具有更高的频谱利用率主要是因为只有TDD模式能利用非对称频段,以及提供同样速率的业务时TDD模式占用的带宽较FDD模式少。

  在FDD模式的CDMA移动通信系统中,为减少同道干扰,每个移动台必须在保证可接收性能的前提下以最低功率传送信息,这需要很精确的功率控制;同时为克服所谓远近效应,需要快速高效的功率控制;另外上下行链路的衰落因子是不相关的,这需要用闭环功率控制。所以FDD模式的CDMA移动通信系统对功率控制极其敏感,功率控制的失败会导致十分严重的系统容量下降。但对TDD模式的CDMA移动通信系统,上下行链路的衰落因子是相关的,仅需开环功率控制即可。

  在移动通信系统中广泛采用分集结合技术来缩短信道的衰落周期。对选择性分集,接收机通过测量相互独立的路径来选择最好的路径接收信号电平,以提高接收性能,但接收机的复杂性也相应提高了。在这种情况下,基站能容忍复杂性的提高,而手持机则不行,此时天线(空间)分集是为手持机提供分集接收的仅有方法。

  根据TDD模式原理,基于TDD模式系统的上下行链路的衰落是相同的,基站通过测量它从每个天线接收到的上行链路信号功率估计最强的路径,从而估计和选择最好的天线用于下行链路下一帧的传送。这样手持机可在不增加复杂性的情况下,借助基站的天线分集设备实现预选择天线分集,使接收性能得以改进。

  CDMA系统的一个重要特点之一是在多径环境利用RAKE接收机取得多径分集增益。RAKE接收机是由多路相关器组成,每一路都跟踪一路信号、估计脉冲响应,然后加权合并后作为RAKE接收机输出,因加权因子与各路信号的信噪比成正比,所以充分利用了多径信号能量,取得多径分集增益,但需要相当的信号处理工作和功率消耗。

  FDD系统的基站和手持机都需要多路相关器并估计信道的脉冲响应,这对手持机是不理想的。而由于TDD系统上下行信道的脉冲响应在一个时间周期内是相同的,于是仅基站需要估计上行信道的脉冲响应,然后将预RAKE信号传送到手持机,手持机用一个匹配滤波器就行了。

  对手持机来说RAKE接收机结合处理不仅增强了有用信号也增强了干扰,但预RAKE处理没有这种情况,因此TDD系统的预RAKE性能比FDD的RAKE性能还好一些。

  在基于TDD模式的TD-SCDMA移动通信系统的基站中采用了智能天线技术。一个智能天线系统由一个多天线阵、相干接收机和高级数字信号处理算法组成。与仅有一个固定波束的传统天线比较,智能天线能有效地形成多波束赋型,每一个波束指向一个特定的用户且能自适应地跟踪任何移动用户。如此特点使得在接收边实现空间选择性分集,提高了接收灵敏度、减少了不同位置的同道用户的同道干扰、抵消了多径衰落和增加了上行容量。在发送边,智能的空间选择波束成型传送降低了输出功率要求、减少了同道干扰和提高了下行容量。

  低功耗袖珍多模式终端不仅给移动用户带来通信与携带的方便,也使购买与使用成本降低,这是未来移动通信系统的必然要求和追求的目标。TDD模式系统具有上下行信道的互惠性,对功率控制的要求相对较低,实现预选择天线分集、预RAKE结合分集和智能天线分集等技术,使得TDD模式的终端可以与基站共用一些设备,配置比FDD模式终端更少的功能单元,从而更容易实现低功耗袖珍多模式终端。

  具有竞争优势的基站设备成本可以从两方面来分析:一方面,TDD模式移动通信系统的频谱利用率高,同样带宽可提供更多的移动用户和更大的容量,降低了移动通信系统运营商提供同样业务对基站的投资;另一方

  面,TDD模式的移动通信系统具有上下行信道的互惠性,基站的接收和发送可以共用一些电子设备,从而降低了基站的制造成本。可见,TDD模式的基站设备无论对运营商还是对制造商都有竞争优势。



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