2024年5月9日发(作者：)

知识点：4G、LTE、TDD-LTE和FDD-LTE

【4G】

4G网络既第四代移动通信网络，是3G网络的演进，但却并非是基于3G网络简单升

级而演变形成的，从技术角度来说，4G网络的核心与3G网络的核心是完全两种不同的技

术，3G网络主要以CDMA为核心技术，而4G采用许多关键技术来支撑，包括：OFDM

（正交频分调制）、多载波调制技术、自适应调制和编码（AMC）技术、MIMO（多入多

出）技术和智能天线技术、基于IP的核心网、软件无线电技术以及网络优化和安全性等。

按照ITU的定义，静态传输速率达到1Gbps/s，用户在高速移动状态下可以达到

100Mbps/s，就可以作为4G的技术之一。

【4G的特征】

1.传输速率更快：对于大范围高速移动用户（250km/h）数据速率为2Mbps；对

于中速移动用户（60km/h）数据速率为20Mbps；对于低速移动用户（室内或步行

者），数据速率为100Mbps；

2.频谱利用效率更高：4G在开发和研制过程中使用和引入许多功能强大的突破性技术，

无线频谱的利用比第二代和第三代系统有效得多，而且速度相当快，下载速率可达到

5Mbps~10Mbps；

3.网络频谱更宽：每个4G信道将会占用100MHz或是更多的带宽，而3G网络的带

宽则在5~20MHz之间；

4.容量更大：4G将采用新的网络技术（如空分多址技术等）来极大地提高系统容量，

以满足未来大信息量的需求；

5.灵活性更强：4G系统采用智能技术，可自适应地进行资源分配，采用智能信号处理

技术对信道条件不同的各种复杂环境进行信号的正常收发。另外，用户将使用各式各样的

设备接入到4G系统

6.实现更高质量的多媒体通信：4G网络的无线多媒体通信服务将包括语音、数据、影

像等，大量信息透过宽频信道传送出去，让用户可以在任何时间、任何地点接入到系统中，

因此4G也是一种实时的宽带的以及无缝覆盖的多媒体移动通信

7.兼容性更平滑：4G系统应具备全球漫游，接口开放，能跟多种网络互联，终端多样

化以及能从第二代平稳过渡等特点

【LTE—3GPP】

这种以OFDM/FDMA为核心技术可以被看做“准4G”技术或3.9G。3GPP LTE项目

的主要性能目标包括：在20MHZ频谱带宽能够提供下行100Mbps、上行50Mbps的峰

值速率；改善小区边缘用户的性能，提高小区容量，降低系统延迟，用户平面内部单向传

输时延低与5Ms，控制平面从睡眠状态到激活状态迁移时间低于50Ms，从驻留状态到激

活状态时间小于100Ms，支持100KM半径的小区覆盖，能够为350Km/h高速移动用户

提供＞100Kbps的接入服务，支持成对或非成对频谱，并可灵活配置1.25MHZ到20MHZ

多种宽带。

LTE（Long Term Evolution）是新一代宽带无线移动通信技术。与3G采用的CDMA

技术不同，LTE以OFDM（正交频分多址）和MIMO（多输入多输出天线）技术为基础，

频谱效率是3G增强技术的2～3倍。LTE包括FDD和TDD两种制式。LTE的增强技术

（LTE-Advanced）是国际电联认可的第四代移动通信标准。| 国内领先的通信技术论

坛,~&C4W2B$|

正因为LTE技术的整体设计都非常适合承载移动互联网业务，因此运营商都非常关注

LTE，并已成为全球运营商网络演进的主流技术。

【LTE的频段】

FDD-LTE主流频段为1.8G/2.6G/及低频段700MHz、800MHz。

TD-LTE主流频段为2.6G/2.3GHz。

【LTE与以往移动通信系统的速率对比】

【TDD-LTE和FDD-LTE】

分别是4G两种不同的制式，一个是时分一个是频分，简单来说，TDD-LTE上下行在

同一个频点的时隙分配；FDD-LTE上下行通过不同的频点区

分。 TDD(Time Division Duplexing)时分双工技术，在移动通信技术使用的双工技术之

一，与FDD相对应。

在TDD模式的移动通信系统中，基站到移动台之间的上行和下行通信使用同一频率信

道(即载波)的不同时隙，用时间来分离接收和传送信道，某个时间段由基站发送信号给移

动台，另外的时间由移动台发送信号给基站。基站和移动台之间必须协同一致才能顺利工

作。

TD-LTE上行理论速率为50Mbps，下行理论速率为100Mbps.

FDD模式的特点是在分离的两个对称频率信道上，进行接收和传送，用保证频段来分

离接收和传送信道。LTE系统中上下行频率间隔可以达到190MHz。

FDD（频分双工）是该技术支援的两种双工模式之一，应用FDD（频分双工）式的LTE

即为FDD-LTE。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的标准化与产业发展都领先于TDD-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-LTE上行理论速率为40Mbps，下行理论速率为150Mbps.

【工作原理】

频 分双工(FDD) 和时分双工(TDD) 是两种不同的双工方式。如图1所示，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。FDD必

须采用成对的频率，依 靠频率来区分上下行链路，其单方向的资源在时间上是连续的。FDD

在支持对称业务时，能充分利用上下行的频谱，但在支持非对称业务时，频谱利用率将大

大降 低。 TDD用 时间来分离接收和发送信道。在TDD 方式的移动通信系统中, 接收和

发送使用同一频率载波的不同时隙作为信道的承载, 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。某个时间段由基站发送信号给移动台，另外的时间由

移动台发送信号给基站，基站和移动 台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，能够很好的支持非对称业

务； （3）具有上下行信道一致性，基站的接收和发送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，只需要一个开关即可，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。

但是，TDD双工方式相较于FDD，也存在明显的不足：

（1）由于TDD方式的时间资源分别分给了上行和下行，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）TDD系统上行受限，因此TDD基站的覆盖范围明显小于FDD基站； （3）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；

（4）为了避免与其他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。

【FDD LTE与TDD LTE谁更先进？】

那么有人就认为，FDD明显优于TDD啊，这种想法也不完全对。FDD必须使用成对

的收发频率。相比TDD占用更多的频率资源。在语音通信时代，信息上传和下载是对称并

同时进行的，能够充分利用上下行的频率，效率更高。而在移动互联网时代，用户上传数

据量要远远低于下载数据量，这种非对称数据交换业务导致了频率利用率大幅下降。用一

个形象点的比喻，就好比两条同样宽的公路，向左行驶的车辆为每分钟10辆(下行)，而向

右行驶的车辆每分钟仅有1 辆(上行)，那么上行的车道明显利用率更低。 而TDD不需要

分配对称的频率，上下行都在同一频率内进行，并且能对发送和接收时段的长短比例进行

灵活控制，在进行不对称的数据传输时，可充分利用有限的无线电频谱资源。在移动互联

网时代，TDD的效率更高。

所以，单从频谱效率上来讲，TDD技术更加先进一些。但是从试用范围上来讲，FDD

作为最早提出来的LTE系统模式，其发展当然是最为成熟的，也是当今世界普遍推广的LTE

系统模式，获得了广大的网络基础设备厂商和终端生产商的支持，目前为止，几乎现在所

有存在商业化LTE网络的国家，都在使用 FDD LTE模式。

而TDD作为后来者，虽然技术上较为先进，但是发展缓慢，支持的设备生产商也很少，

目前只有中国、日本以及东亚部分国家有少量部署，而且大部分处于试验阶段，其中，中

国移动是TDD阵营里最坚定的支持者。

【TD-LTE】

除了FDD LTE和TDD LTE，我们时常会看到另一种模式——TD LTE，有人误认为

TD LTE是中国移动TD-SCDMA的演进版，是中国自主知识产权的LTE技术。而实际上，

TD LTE除了沿用TD-SCDMA的时分双工方式之外，与TD-SCDMA没有任何关系。

实际上，TD LTE只是TDD LTE的一个分支，其绝大部分的数据帧内容定义和划分方

式均与LTE-FDD完全相同，而这部分技术产权依然掌握在制定LTE-FDD标准的那些组织

手里，所以说，TD LTE并非自主研发，最多只是简单的技术改进或者“微创新”。