在发放LTEFDD牌照之时谈我国TDLTE发展的成功v6资料Word格式文档下载.docx

1、4G手机市场利润率下滑如此之快，都是中国快速普及TD-LTE惹的祸。近半年来，经常会有国际同行好奇地问，中国4G发展是何以取得如此成就的？笔者也试图回顾这十年来自己参与4G国际标准化、研发和产业化、试验、商用的历程，总结一些经验出来，也好答复国际上的朋友。但是有点讽刺的是，国内一些“自我批判”的声音却更早的到来了。有人说TD-LTE技术上不如LTE FDD，中国是硬着头皮上的落后技术。有人说TD-LTE里其实也没有多少自主知识产权（IPR），有IPR为什么还要给外国公司交专利费呀？有人说LTE FDD才是国际主流，中国采用TD-LTE是自我边缘化，上LTE FDD成功的更快、更容易。有人说LT

2、E FDD比TD-LTE晚商用一年，才造成了目前运营商之间竞争格局失衡。诚然，这些质疑也看到了一些在“创立、实现、推广一个新的技术制式和新的产业”的过程中，必然会出现的问题和难免会交的学费。但是这里面又确实掺杂了很多技术上的误解、有悖事实的讹传、“雾里看花”的不专业和“事后诸葛”的假聪明。笔者作为有幸参与了TD-LTE与LTE FDD标准诞生以及它们走向商用全过程的亲历者，在这里从技术、产业和市场角度对一些问题做了一些澄清、解释和分析，拿出来和广大读者探讨，欢迎大家批评指正。二、技术方面的问题关于FDD（频分双工）与TDD（时分双工）、TD-LTE与LTE FDD孰优孰劣，在学术界、产业界和市

3、场上已经争论了很多年了，虽然观点不同，但大家都承认FDD和TDD各有优劣，相互不能替代，而且未来趋势是更多使用TDD技术。这里有必要把相关概念澄清一下：问题1：“既生FDD，何生TDD？”有论点认为：FDD（频分双工）是先产生的，是主流，全世界无线通信都统一到FDD好了，为什么还要TDD（时分双工）呢？答案是：由于无线频谱必然包括FDD频谱（成对频谱）和TDD频谱（非成对频谱），因此FDD和TDD技术都必须存在，否则频谱资源就会被浪费。几十MHz的频谱每年就可以创造几千亿的利润，卖出几亿部手机，所以频谱资源比黄金还要珍贵，不能浪费。那能不能将所有的频谱都分成FDD频谱呢？答案是不可能。因为FD

4、D上行和下行需要使用不同的频谱，“一对”上行频谱和下行频谱之间需要空出一段频谱不用（称为“双工间隔”），防止上下行之间干扰，就像两个方向的车道需要用分道线分开、以防止撞车一样。不幸的是，由于带外杂散的存在，FDD上、下行之间可不是一条“分道线”就能分隔的，双工间隔一般有几十MHz宽，而能把这个双工间隔利用起来、避免浪费的只有TDD技术，因为TDD是上、下行共用一段频谱，两个方向靠时间分割，就像两个方向的车辆共用一条车道，采用“乒乓方式”交替通行一样。再加上有些零散的频谱无法规划为“成对”的FDD频谱，因此TDD频谱是不可能弃之不用的。那么，TDD频谱是否仅仅是填充FDD频谱分配剩下的“边角碎料

5、”的呢？可能曾经是，但现在不是了，未来更不是。由于TDD频谱不需要保留双工间隔，更节省频谱，在未来宽带无线通信对频率资源的需求缺口越来越大，频谱也必须精打细算了，大家越来越不舍得将频谱分为FDD模式了，而希望更多的分配TDD频谱。例如专为4G分配的2.6GHz频段190MHz频谱，在美国、中国等国全部都分配给了TDD，目前即将分配的3.5GHz频谱各国也将全部或大部分分配给TDD。总结一下：TDD频谱只能使用TDD技术，而TDD频谱是不能没有的，所以TDD技术也不能不用；而且未来TDD频谱将越来越多，所以TDD技术也将越来越广泛的被使用。问题2：TDD技术是否比FDD技术落后？TDD技术相对F

6、DD技术有先天缺陷，峰值速率小，频谱效率低，因此是性能较差的技术制式，只是因为适配TDD频谱，才必须使用。是不是这样呢？这种认识是不正确的，是采用不合理的对比方式形成的“历史冤案”。首先，在相同条件下，TDD系统峰值速率并不比FDD小，在单方向可以比FDD更大。TDD在一个频段内要交替收发，上、下行分别只能在一部分时间内工作，因此假设上下行比例是1:1，在20MHz带宽内，TDD上、下行峰值速率确实只有FDD的约一半。但是请注意，FDD上、下行各需要20MHz频谱，加起来共需要40MHz。所以我们要做公平的比较，应该用20MHz2的FDD系统与40MHz的TDD系统相比，就像“单向2车道、双向

7、共4车道”的道路的通行能力应该和“单向4车道、双向交替通行”的车道作比较才公平，因为两条路的总宽度才是相同的。在消耗频谱资源相同的情况下，TDD系统的峰值速率不比FDD小，而且由于TDD的上下行比例可以自行配置，当把大部分时间集中传输下行时，TDD的下行峰值速率会高于FDD，上行会小于FDD。比在美国和日本市场，到目前为止，下行峰值速率最高的Sprint和软银都的TD-LTE网络。当然TD-LTE需要率先采用载波聚合技术，聚合两个20MHz载波才能获得比20MHz2的FDD系统更高的下行峰值速率，实现复杂度要高于FDD系统。其次，在相同条件下，TDD系统的频谱效率确实会略低于FDD，因为TDD

8、需要在下行到上行之间转换时空出一定的“保护时间”，以防止上下行干扰（就像交叉路口红绿灯交替时要有短暂的停顿一样），一般会浪费了1/70到2/70的频谱资源。但实际上，这一比较也不尽公平，因为FDD“双工间隔”也会造成相当一部份频谱被搁置不用（例如2.6GHz频段190MHz的频谱中，FDD（Band7）可使用70MHz2，其余50MHz要留作双工间隔，占26%），远比TDD“保护时间”浪费的等效频谱资源要多，只不过TDD“保护时间”造成的浪费都算在了自己头上，而FDD“双工间隔”理论上还可以被TDD或其他无线系统利用。但是由于历史原因，在FDD双工间隔内规划TDD频谱的时候，FDD和TDD之间

9、的保护带通常都算作TDD频带的一部分，所以FDD就可以明正言顺的“逃避”浪费的责任了“我做西服剩下的布料，你还可以做个背心嘛！再剩下的碎布头可和我没关系了啊，是你浪费的！”。另外，TDD系统可以上下行不对称的特性更适合传输下行流量明显大于上行的移动互联网业务。目前移动互联网业务的上下行流量约在1:6，相应的上下行传输时间比应为1:3比较合适。TDD可以将上下行传输资源分配成相似的比例，只要配置一下控制双向交替通行的“红绿灯”的开关时间就行了；但FDD就不行，目前还没有“一个方向三车道，另一个方向一车道”这种不对称的FDD分配方式，因此FDD系统往往会出现“一个方向的车道已经堵车，而对面车道还基

10、本是空的”这种让司机恨得牙根痒的现象逆行超车是不允许的。因此总的来说，TDD系统在实用中更容易获得较高的频谱效率。现在国际上的运营商也都在考虑用“FDD和TDD融合组网”，用TDD的非对称性补充FDD的对称性。最后，TDD系统由于要进行上下行，在时序操作上要比FDD复杂一些，终端侧还需要实现双工器。但FDD系统需要两套完整的收发信机，分别负责上下行，而TDD上下行可共享部分模块。消耗等量频谱资源时，TDD峰值速率并不低于、甚至可以高于FDD，但在两者带宽相同时（此时FDD需消耗TDD两倍的频谱资源），FDD峰值速率可高于TDD；理论上FDD带内频谱效率略高于TDD，但考虑到适配业务的灵活性，T

11、DD频谱的使用效率反高于FDD。问题3：TD-LTE技术是否比LTE FDD技术落后，覆盖差？TDD系统的覆盖能力不如FDD，只适合于热点覆盖，不适合独立组网，需要和FDD系统配合使用。是否真是这样的呢？这是另一个由各种概念偷换导出的“历史冤案”。首先，关于TD-LTE能不能独立组网，两三年前还争论得挺热闹，现在已经不需要讨论了，事实已经做了回答。中国移动的TD-LTE的网络已经是全球最大规模的4G网络，由占全球40%的4G基站构成，已经覆盖中国90%的人口，虽然由于刚部署一年，必然有一个网络优化和覆盖加深、加厚的过程，不可避免的有覆盖盲点，但其覆盖质量在全球4G网络中是相当领先的。TD-LT

12、E和LTE FDD 90%的关键技术和系统设计都是相同，对信道衰落和干扰的抑制能力是完全相同的，唯一不同的是TDD和FDD双工方式可能带来的差异。那这一差异是否会影响覆盖性能呢？回答是：TDD系统的覆盖能力在绝大部分部署场景是不弱于FDD的，在少数极端情况下可能比FDD差一点。因为TDD系统是上下行交替首发的，在某一个方向上无法像FDD那样持续发射，在相同功率下，能够积累的发射能量当然也小于FDD。因此如果两个系统都持续发射一个信号，FDD的覆盖距离确实比TDD大。但是现代的移动通信系统（从3G HSPA到4G LTE）都是“多用户系统”，移动基站不会一直收发一个终端的信号，而是以“时隙”（L

13、TE中称为子帧）为单位一会儿与这个终端通信，一会儿与那个终端通信，单个终端不可能长时间独占基站的收发资源，也无法获得FDD“长时间能量积累”的增益。因此除了在海面、荒漠等超远距离、用户稀疏的极端场景，LTE FDD覆盖能获得一定优势外（还需要采用一些额外“时隙级联”的技术才能获得），在我们大多数用户所处的城市、村镇环境，是不会感受到两者的覆盖差异的。其次，有一些分析者把“传输速率”和“覆盖”两个概念搞混淆了，认为在相同带宽下，同一地点，TDD系统的传输速率比FDD低，就证明TDD覆盖差。其实“覆盖质量”说的是信号强弱，不是速率快慢，当然这两者有连带关系，所以久而久之这两个概念就被混淆或故意偷换

14、了。但即便是以速率快慢表征覆盖质量，TDD系统也不一定比FDD差，要看具体比较的条件。这方面上面对“问题2”的回答已经分析过，不再赘述。而且速率快慢还和同小区内正在使用4G的用户数量、运营商启用的频点数量等有关，网络容量的“供求关系”是主要影响因素。最后，很多分析者把“频率高低造成的覆盖差异”与“TDD和FDD的覆盖差异”搞混淆了。由于历史原因，GSM、cdma1X等2G系统全部是FDD制式（小灵通是特例），这些2G系统使用了最早分配给移动通信的低频段频谱资源（1GHz以下），这些频谱的覆盖能力明显优于高频段。而当国际上分配3G频谱时，低频段资源已经用光，所以不管是TDD还是FDD模式的3G系

15、统，都只能部署在1.4GHz以上频谱。所以无论在我国还是国外，2G比3G覆盖好是频段高低决定的，和技术无关。到了4G时代，由于2G普遍还没有退网，大部分4G网络仍只能使用高频段资源，只有某些国家（如美国和部分欧亚国家）从原广播电视频谱中腾出了一些1GHz以下频谱资源用于LTE FDD部署，因此在这些国家LTE FDD比TD-LTE确实有“频谱低”带来的覆盖优势，将LTE FDD用作广覆盖、TD-LTE作为热点补充也是顺理成章的。但这一规律无法套用在我国，因为我国目前分配给TD-LTE和LTE FDD的频率均在1.8GHz以上，两者不存在明显的频率高低差，谁覆盖好，谁覆盖差就看谁的基站数量多。在2014年，