FDD与TDD相互争宠,4G路上谁是太子?
出处:12864 发布于:2012-08-14 09:13:56
双工是指在同一通信信道实现双向通信的过程。双工分为两种形式:半双工和全双工。
半双工模式中,通信双方共用一个信道轮流进行传输。双向无线电就是采用这种方式。就如同一方讲话的时候,另一方收听。讲话的一方会通过"over"提示对方自己已经说完了,这时候另一方就可以讲话。在网络中,两台计算机共用一条网线,轮流发射和接收数据以实现沟通。
1.双工的两种模式:(a)半双工 (b)全双工。
全双工是指双方的同时通信。双方的通信站可以同时收发收据。固定和移动电话网络就是采用这种方式。有些网络允许数据的发射和接收同时进行。这是双工更有用的一种形式,但也比半双工更复杂和昂贵。全双工也有两种形式:频分双工(FDD)和时分双工(TDD)(如下表格)。
频分双工(FDD)
FDD要求有两个独立的信道,在网络中也有两条线。全双工以太网使用5类双绞线(CAT5),实现同时收发信息。无线系统需要两个独立的频率带宽或通道(图2)。充足的保护带将两个宽带分开,这样发射和接收方不会互相干扰。好的滤波或双工器以及可能的屏蔽层是必要的,可确保发射器不会降低相连接收器的敏感度。
2.FDD要求两个对称的频谱分割作为上行链路信道和下行链路信道。
手机的发射器和接收器同时工作,距离非常近。接收器必须过滤掉尽可能多的传输信号。频谱分离越大,滤波器越有效。
FDD采用的频谱更多,至少是TDD所需的频谱的两倍。另外,发射信道和接收信道必须有足够的频谱隔离。这些所谓的保护带并没有用,因此是浪费掉的。考虑到频谱的缺乏和价格,这的确是劣势。
但FDD广泛适用于蜂窝电话系统,例如大规模使用的GSM系统。在一些系统,如25MHz频段从869到894MHz中,用于下行链路(DL)频谱,从蜂窝基站到手持设备;25MHz频段从824MHz到894MHz则用于上行链路(UL),从手持设备到基站。
FDD另一个缺陷在于河南采用特别的天线技术,如MIMO(多输入多输出)和波束成形。这些技术是数据率大幅提升的LTE(长期演进)4G手机策略的部分。使用FDD很难让天线带宽足够覆盖上行和下行频段,需要更复杂的动态调整电路。
FDD可以在在发射和接收信道在电线不同频带传输的情况下工作,如有线电视系统。但必须使用滤波器保持通道隔离。
时分双工(TDD)
TDD采用单一的频带进行发射和接收。TDD通过分配发射和接收的时间段实现操作(图3)。带发射的信号--无论是声音、视频或计算机数据,都是串行的二进制数据格式。每个时隙可以进行1比特数据传输或在一段时间内传输多个比特。
3.TDD按照时间轮换进行发射和接收。时隙根据长度可能不同。
由于数据的高速特性,通信方不会分辨出数据的间歇性。数据的发射和接收连贯发生,并非同时发生。数字音频转换成模拟声音的时候,没人能发现其实并不是全双工。
默写TDD系统中,时隙与DL和UL时间相同,然而系统并不是50/50对称,而是可以根据要求实现非对称。
例如,互联网接入的时候,时间通常比上载时间长很多,因此可以根据需要调整更多或更少的时隙。有些TDD形式提供动态带宽分布,这样时隙数量或时长可以根据要求在运行中调整。
TDD真正的优势在于它仅需要单一信道的频率频谱。而且,不存在浪费频谱的保护带,也不需要隔离的信道。缺点在于成功部署TDD需要针对发射器和接收器有非常精准的计时和同步系统,从而保证时隙不会互相重叠。
计时通常和的GPS自动始终标准同步。为了避免时隙的重叠,也需要保护时间。保护时间通常和发送-接收周转时间 (发送接收转换时间),以及通信链路上的任何收发延迟(时滞)相等。
应用示例
大多数手机系统使用FDD,新的LTE和4G系统使用的也是FDD.有线电视系统全部使用FDD.
大多数无线数据收发器采用TDD.WiMax和Wi-Fi使用TDD.微网部署时采用的蓝牙也一样。ZigBee也是TDD的。大多数数字无线电话采用TDD.由于频谱缺乏且昂贵,TDD还用于蜂窝系统,例如中国的TD-SCDMA和TD-LTE系统。其他的TD-LTE蜂窝系统也会在频谱缺乏的地方进行部署。
小结
整体上来说TDD似乎是更好的选择,但FDD的频谱分配更优化,技术也更早,因此应用更广泛。FDD将持续主导蜂窝业务,但随着频谱更贵重稀缺,必将重新分配和定位,届时TDD会得到更广泛的应用。
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