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一文带你理解TDD和FDD有什么差异_双工_体系

南宫静远 2024-12-24 09:29:32 0

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是的,一贯以来,中国移动便是TD/TDD的代名词。
由于从3G时期开始,中国移动就沾上了TD,利用的是TD-SCDMA这个通信标准。

到了4G时期,中国移动可以说是“命里带T”,被工信部“光荣”付与了TDD LTE牌照。
而中国联通和中国电信,3G时期分别用的WCDMA和CDMA2000技能,到了4G时期,携手走向FDD LTE(虽然名义上也有TDD)。

那么,问题来了,为什么大家提到TD的时候,总有谈虎色变、一脸嫌弃?为什么中国移动搞TD-SCDMA和TDD LTE,总是让人以为掉进大坑?

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难道TDD便是不如FDD吗?它们之间,到底有什么差异呢?

本日,就给大家阐明一下这个问题。
FDD和TDD,分别是什么?

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(图片来自网络侵删)

实在,FDD和TDD,从本身字面上来说,只是代表了两种不同的双工办法:

TDD,时分双工(Time Division Duplexing)FDD,频分双工(Frequency Division Duplexing)

那么什么叫“双工”?

我和你通信,像广播一样,只能我说你听,是单工;像对讲机一样,同一韶光只能一方说,另一方听,便是半双工;如果双方可以同时说和听,便是全双工。

TDD和FDD的差异,通过下面的图就能看出来:

把稳箭头的方向,举个例子,它们俩就像双车道和单车道。

FDD:双车道,一个车道只能走一个方向,双向互不滋扰。
TDD:单车道,不同韶光许可走不同的方向。

以是,给FDD分配频段,一样平常都是成对分配——给一个频段发送,其余再给一个频段吸收。
而TDD呢?只会给一个频段。

那么,是不是TDD就节约频段资源啦?别急,待会我再见告大家。

虽然看上去TDD和FDD差异很大,但是从全体系统来说,FDD LTE和TDD LTE的差异很小。
核心网完备一样,无线接口协议上,两者绝大部分都是相同的:

TDD和FDD,差异就在于物理层(physical layer,PHY)。
什么是帧?

在之前小枣君的文章里(链接在此),我提到过RB(资源块),也提到了“时隙”。

它们都是移动通信物理层的关键观点,是组成通信资源的基本单位,时隙再往上,便是帧了。

大略理解,帧也是数据传输的载体单位,便是上节课所说的“豆腐块”。
LTE共支持两种无线帧构造:

Frame structure type 1 (适用于FDD)

Frame structure type 2 (适用于TDD)

为了方便理解,我们就叫FDD帧构造和TDD帧构造吧。

这便是一个FDD帧构造的样子。
无线帧,也叫无线系统帧,它的长度是10ms, 为什么无线帧的长度是10ms? 这就须要一点大学“旗子暗记与系统”方面的知识了,它是这么得出来的:

一个无线帧,包括10个子帧。
每个子帧,包括2个时隙。

1 slot(时隙)= 0.5 ms

1 subframe(子帧) = 1 ms

1 frame(无线帧) = 10ms

现在,我们再来看TDD帧构造。

大家创造,TDD帧构造比FDD帧构造繁芜,是不?

确实如此。


TDD帧构造里面,除了无线帧和子帧之外,中间还有一个“半帧”。

一个无线帧,包括2个半帧。
每个半帧,包括5个子帧。

1 slot(时隙)= 0.5 ms

1 subframe(子帧) = 1 ms

1 half-frame(半帧)= 5 ms

1 frame(无线帧) = 10ms

大家一定创造了,1号、6号子帧与其它子帧不太一样啊。


DwPTS、GP、UpPTS,这3个家伙是什么鬼?

是的,1号和6号子帧,叫做分外子帧,分外子帧里面包括3个分外时隙:

DwPTS : Downlink Pilot Time Slot 下行导频时隙

GP : Guard Period 保护间隔

UpPTS : Uplink Pilot Time Slot 上行导频时隙

大家知道,TDD在一条马路上来回开车,当然会存在掌握和调度问题。
为了节省网络开销,TD-LTE许可利用分外时隙DwPTS和UpPTS传输系统掌握信息。

GP用于上行和下行的隔离。
小区半径越大,GP就该当越大。
实在,大家都该当能够理解,对付同一个车道,会存在不同的运输场景:

A到B的车多(不对称)

B到A的车多(不对称)

A到B和B到A的车一样多(对称)

如果你是FDD,那么,碰着高下行车辆不屈衡的情形,就会涌现资源摧残浪费蹂躏:

搞TDD,虽然会带来一些管理上的开销,但总体上还是提高了资源的利用率。

在TDD帧构造里面,就根据不同的场景,定制化设计了不同的时隙配比方式。

D : Downlink subframe 下行子帧

U : Uplink subframe 上行子帧

S : Special subframe 分外子帧

那个5ms和10ms是什么意思呢? 代表转换周期。

转换周期为5ms,表示每5ms就有一个分外时隙。
每10ms有两个高下行转换点。
适宜时延哀求高的场景。

转换周期为10ms,表示每10ms就有一个分外时隙。
对时延的担保略差。
但是系统丢失的容量较小。

鱼与熊掌,不可兼得啦。

综上所述,TDD相对付FDD,有哪些上风呢?

上风如下:能够灵巧配置频率,利用FDD不易利用的零散频段;可以通过调度高下行时隙转换点,灵巧支持非对称业务;具有高下行信道同等性,基站的吸收和发送可以共用部分射频单元,降落了设备本钱;吸收高下行数据时,不须要收发隔离器,只须要一个开关即可,降落了设备的繁芜度。
缺陷也很明显:TDD系统上行链路发射功率的韶光比FDD短,因此TDD基站的覆盖范围明显小于FDD基站;TDD系统收发信道同频,无法进行滋扰隔离,系统内和系统间存在滋扰;为了避免与其他无线系统之间的滋扰,TDD须要预留较大的保护带,影响了整体频谱利用效率;由于高速运动下信道变革快,TDD分时系统导致手机报告的信道有所延迟,以是TDD系统在高速场景下不如FDD。

总而言之,大家不要对TD-LTE抱有偏见,TDD在很多运用处景下,还是有它的上风滴。
如果TDD和FDD领悟组网,那也是一个很不错的选择哟!

哦,对了,差点忘却TD-SCDMA了。

不过,忘了也没紧要。
我倒是建议大家忘掉它。
据理解,中国移动已经把这个TD-SCDMA退网退得差不多了。


如果大家一定要记住它,那么,只须要记住一点就够了——TDD LTE和FDD LTE之间的差距,比3G时期TD-SCDMA和WCDMA之间的差距,小得多。
说句实话吧,TD-SCDMA是一个很“不OK”的技能标准!!

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