今天聊下時分雙工,我們現在都喜歡用微信聊天。由于微信窗口的設計,同一時間段只能顯示一方的聊天內容,那么我們平常怎么相互聊天的呢?我們就是按先后順序在不同的時間內發送自己表達的微信內容。
再比如有一條河,河流的水很急,河中間只有一條獨木橋,兩邊的人都想著過河。獨木橋的意思就是每一個時間段只能通過一個人。如果是你,你會怎么辦。其中一種辦法就會按照方向和排隊順序來過橋,保證相同的時間只有一個方向的人過獨木橋。
以上的兩個例子就是時分雙工。
什么是時分雙工
時分雙工是一種半雙工方式通信,就是通信中在不同的時刻進行上下行數據傳送的模式。預先將時間資源分割為固定的時間片段,是最小時間間隔,稱為時隙。用戶分別在相同頻段 、不同時隙內完成發送和接收信息。
發送信息的時候不接收,接收信息的時候不發送,這樣就可以使用相同的頻率。
時分雙工的特點
我們以移動通信的TDD為例,介紹下TDD的特點:
1、較高的頻譜率用率。TDD模式能利用非對稱頻段,提供相同速率的業務時占 用的帶寬較 FDD 模式少,故TDD模式具有更高的頻譜利用率。 一般下行數據業務量通常是上行業務量的6倍以上,在FDD 中存在的這種業務量不平衡,TDD 中可以通過動態信道分配加以解決。
2、智能天線。TDD易于采用智能天線技術。智能天線系統 由天線陣、相干接收機和數字信號處理算法組成。 與僅有固定波束的傳統天線比較,智能天線能有效地形成多波束賦型。每個波束指向一個特定的用戶,且能自適應地跟蹤任何移動用戶。此特點使得在接收端實現空間選擇性分集,提高了接收靈敏度、減少 了不同位置的同道用戶的同道干擾、抵消了多徑衰 落和增加了上行容量。且由于TDD系統上下行鏈路工作在相同頻率、電波傳播特性是對稱的,可以利用上行波束賦形的結果直接用于下行波束的賦形。 智能天線充分適用多天線分集效果,降低了多址干擾,增加了接收靈敏度。在發送端,智能的空間選擇波束賦形傳送降低了輸出功率要求、減少了同道干 擾和提高了下行容量。而在FDD中上下行工作頻段不同,難以采用智能天線 。
3、動態分配。上下行不需要成對的頻譜,適合不對稱數據業務:可以根據上下行業務量自適應地調整上下行時隙寬度;
4、時分雙工技術使得峰均比(峰值與平均發射功率之比)隨時隙數的增加而增加,影響系統的工作效率;
5、時分雙工技術是不連續發射,抗拒快衰落和多普勒效應的能力低于FDD系統,因此在高速移動環境的性能較差。
6、干擾。TDD模式的移動通信系統的干擾問題主要包括上下行鏈路之間的干擾、不同運營者之間的干擾和來自功率脈沖的干擾。上下行鏈路之間的干擾分為小區內上下行鏈路之間的干擾和小區間上下行鏈路之間的干擾,前者是因為在一個小區內用戶間的同步受到破壞或上下行鏈路的時間分配不平衡,后者是因為非對稱的TDD時隙將影響鄰近小區的無線資源并導致小區間的上下行鏈路干 擾。當同一地理環境有幾個運營商用同一TDD頻率時,由于基站之間的同步問題以及上下行鏈路之間非對稱的動態分配,不同運營者之間會發生干擾, 這是TDD模式所特有的。另外高功率的基站會阻塞鄰近小區的基站接收本小區的終端,處在小區邊界的高功率終端也會阻塞鄰近小區的具有不同時隙分配的終端。
7、同步。由于基站不能同時接收和發送,終端的傳送必須在基站停止發送時開始,這意味著同一 小區內的不同用戶之間,用戶與基站之間需嚴格同步,前一同步破壞將導致嚴重干擾,后一同步破壞會發生通信阻塞,這是FDD中所沒有的問題。另外, 因為小區之間和不同操作者之間的干擾問題,鄰近小區的基站之間要求是同步的,并且一般是符號級的同步。 這樣的同步要求在基站有 GPS 接收機或公共的分布式時鐘,這些都增加了移動蜂窩網的費用。
常見的時分雙工通信系統
TD-SCDMA:TDD
TDD-LTE:TDD
5G Range1/2:TDD
Wi-Fi:TDD
ZigBee:TDD
Bluetooth:TDD
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