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FDD

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FDD，即頻分雙工，是指上行鏈路（移動台到基站）和下行鏈路（基站到移動台）採用兩個分開的頻率（有一定頻率間隔要求）工作，該模式工作在對稱頻帶上。FDD適用於為每個用户提供單個無線頻率信道的無線通信系統。 [1] 
中文名
頻分雙工
外文名
Frequency Division Duplexing
頻率間隔
190MHz
作    用
使用方便、抗干擾能力強等
應用場景
FDD適用於大區制的國際間和國家範圍內的覆蓋及對稱業務
所屬領域
通信技術

目錄

  1. 1 原理
  2. 2 特點
  3. 3 與TDD比較
  1. 4 FDD-LTE 與TD-LTE
  2. 5 應用場景
  1. 6 產品應用

FDD原理

圖1 圖1
FDD技術為每一個用户提供了兩個確定的頻段：前向頻段和反向頻段，如圖1所示。前向頻段（也稱為前向信道）提供從基站到移動用户的信號傳輸信道（下行信道），反向頻段（也稱為反向信道）提供從移動用户到基站的信號傳輸信道（上行信道）。在FDD中，任何雙工信道實際上都是由兩個單工信道所組成的，利用在用户和基站裏的稱為雙工器的設備，允許同時在雙工信道上進行無線發射和接收。前向信道和反向信道的頻率分隔在整個系統中，是固定的，為了儘量減少每一個用户信道上前向波段與反向波段之間的相互干擾，應在通信系統的頻譜範圍內使頻率分隔儘可能大一些。
FDD技術主要突出同一時間、不同頻率；FDD在兩個分離的、對稱的頻率信道上分別進行接收和發送。FDD必須採用成對的頻率區分上行（UpLink，UL）、下行（DownLink，DL）鏈路，為避免上、下行信號間的干擾，上、下行頻率間必須有保護頻段。FDD的上、下行在時間上是連續的，信號的發送和接收可以同時進行，減少了上、下行信號間的反饋時延。FDD的發送信號特性使得其在功率控制、鏈路自適應、信道和干擾反饋等方面具有天然的優勢。 [2] 

FDD特點

頻分雙工方式的優點是：
①由於發送頻帶和接收頻帶有一定的間隔（10MHz或45MHz），因此可以大大提高抗干擾能力；
②使用方便，不需控制收發的操作，特別適用於無線電話系統使用，便於與公眾電話網接口；
③適合於多頻道同時工作的系統；
④適合於宏小區、較大功率、高速移動覆蓋。
頻分雙工方式的缺點是移動台不能互相直接通話，而要通過基站轉接。另外，由於發射機處於連續發射狀態，因此電源耗電量大。FDD系統需要成對的頻譜，且上下行頻段之間需要保護間隔，對頻譜規劃有一定要求。此外，由於上下行信道不相關，下行信道質量只能通過用户測量、量化後反饋給發射端，這就為系統帶來了較大的反饋開銷，並且鏈路性能還受限於反饋時延以及量化誤差等因素。特別是在多天線系統中，下行預編碼矩陣的選取、信道秩的獲得都與信道狀態信息有關，當天線數目較多時，信道反饋開銷，信道時延以及量化誤差對鏈路性能的影響是非常嚴重的。 [1] 

FDD與TDD比較

1、成本：TDD設備成本較低，比FDD系統低20%~50%。
2、傳輸方式：TDD採用多時隙不連續傳輸方式，抗快衰落和多普勒效應能力比連續傳輸的FDD方式差；
3、功率半徑：TDD系統平均功率與峯值功率之比隨時隙數增加而增加，故小區半徑一般不超過10km，而FDD系統的小區半徑可達到10km；
4、抗干擾：對於上下行鏈路之間的干擾，TDD採取基站之間的無線幀相互同步來消除干擾，FDD使用了190MHz的頻率間隔避免了這一干擾。
5、系統物理層：物理層是比較不同的無線通信系統的重點，物理層的結構直接影響無線鏈路的性能，同時也直接決定了用户終端與交換設備的複雜度。簡單地説，TDD與FDD模式採用頻分複用技術的差異是，TDD模式是一種時分複用（TDMA）和碼分複用（CDMA）的組合，FDD採用頻分複用技術（FDMA）。
6、應用場景：FDD適用於大區制的國際間和國家範圍內的覆蓋及對稱業務（如話音、交互式實時數據業務等）。TDD適用於高密度用户地區（城市及近郊區）的局部覆蓋和對稱及不對稱的數據業務（如話音、實時數據業務、特別是互聯網方式的業務） [3]  。

FDDFDD-LTE 與TD-LTE

LTE系統有兩種模式，LTE-FDD和TD-LTE。LTE-FDD（長期演進頻分雙工）是LTE技術中的FDD模式。由於無線技術的差異、使用頻段的不同以及各個廠家的利益等因素，LTE-FDD的標準化與產業發展都領先於LTE-TDD。LTE-FDD已成為當前世界上各國廣泛採用的終端種類最豐富的一種4G標準。
LTE-FDD研發早、技術成熟、終端豐富，在全球應用廣泛；TD-LTE是由運營商和廠商主導的，發展稍微落後一些。二者僅在無線雙工方式上不同，LTE-FDD是上行和下行各用一個頻率，而 TD-LTE則是上行和下行合用一個頻率。除此之外，二者在網絡結構、接口協議、系統參數配置、主要關鍵技術上完全相同。
簡單地説，TD-LTE有資源，LTE-FDD有速度；TD-LTE適合熱點區域覆蓋，LTE-FDD適合廣域覆蓋。主流電信設備廠商都能對兩種制式提供很好地支持，用户無需再糾結制式，這也使全兼容成為4G時代的關鍵詞之一。二者融合可以資源互補，靈活部署，方便消費者，促進4G良性發展，並在一定程度上修正失衡的市場格局，因此，TD-LTE與LTE-FDD混合組網是國際4G發展的大趨勢，也是我國必走的融合之路。根據GSA發佈的最新LTE演進報告顯示，LTE作為主流移動通信技術，正在全球範圍內持續快速擴張。 [4] 

FDD應用場景

在LTE系統中，頻分雙工（FDD）又可分為全雙工FDD和半雙工FDD。全雙工FDD的模式在實際應用中廣泛使用。在半雙工FDD中，基站仍然採用全雙工的模式，用户設備接收和發送信號雖然在不同的頻帶上，採用成對頻譜，但其接收和發送不能同時進行。半雙工FDD可以降低用户設備成本，使其基帶處理能力僅為全雙工時的一半，射頻部分用隔離度較低的開關或環行器來取代雙工器，接收和發送共用天線。此外，對於一些傳輸速率要求比較低的業務，使用半雙工FDD可以降低用户設備損耗，延長電池使用時間。半雙工FDD可用於機器間通信（MTC）或一鍵通業務（PTT）中。
FDD適用於為每個用户提供單個無線頻率信道的無線通信系統。 [5] 

FDD產品應用

2023年10月，2023全球移動寬帶論壇（Global MBB Forum 2023）期間，華為無線網絡產品線總裁曹明發布全球首個全系列5G-A產品解決方案。新產品涉及FDD等六大領域，均為適配5.5G基站網絡產品。 [6] 
參考資料