時分雙工(TDD)簡介
是一種通信系統的雙工方式,在移動通信系統中用於分離接收和傳送信道。移動通信目前正向第三代發展,中國於1997年6月提交了第三代移動通信標準草案(TD-SCDMA),其TDD模式及智慧型天線新技術等特色受到高度評價並成三個主要候選標準之一。在第一代和第二代移動通信系統中FDD模式一統天下,TDD模式沒有引起重視。但由於新業務的需要和新技術的發展,以及TDD模式的許多優勢,TDD模式將日益受到重視。
由於移動數據業務的增長、通信個人化和寬頻化的要求,移動通信正在向第三代發展,估計21世紀初(2002年)第三代移動通信系統將開始全面商用。回顧第一二代移動通信系統的建設,中國幾乎100%依靠進口國外產品。現在的情況已有所不同。1997年6月,中國提交了第三代移動通信標準草案(TD-SCDMA),其TDD模式及智慧型天線新技術等特色受到高度評價並成為三個主要候選標準之一,同時TD-SCDMA移動通信系統的基站設備正在加緊開發。
時分雙工(TDD)的原理
TDD是一種通信系統的雙工方式,在移動通信系統中用於分離接收與傳送信道(或上下行鏈路)。TDD模式的移動通信系統中接收和傳送是在同一頻率信道即載波的不同時隙,用保證時間來分離接收與傳送信道;而FDD模式的移動通信系統的接收和傳送是在分離的兩個對稱頻率信道上,用保證頻段來分離接收與傳送信道。
採用不同雙工模式的移動通信系統特點與通信效益是不同的。TDD模式的移動通信系統中上下行信道用同樣的頻率,因而具有上下行信道的互惠性,這給TDD模式的移動通信系統帶來許多優勢。
在TDD模式中,上行鏈路和下行鏈路中信息的傳輸可以在同一載波頻率上進行,即上行鏈路中信息的傳輸和下行鏈路中信息的傳輸是在同一載波上通過時分實現的。TDD技術原理如圖1所示。
圖1中,橫坐標表示時間;DL表示下行即基站向移動台發射;UL表示上行即移動台向基站發射。從圖中可知,基站和移動台之間的無線傳輸是在一個頻率信道F上,使用不同時隙進行雙向傳輸的。
第二代蜂窩系統中採用TDD技術的系統還有歐洲數字無繩電話(DECT)、日本的個人手持電話系統(PHS)和DCT-900(愛立信公司提出的CT3)系統等。
時分雙工(TDD)的優缺點
在第三代CDMA系統中,也有採用TDD技術的。選擇TDD作為雙工方案的原因之一是可以在IMT-2000頻譜分配不對稱的情況下,高效靈活地利用所有可用頻寬;另外,針對多媒體套用時上下行鏈路傳輸容量的要求不同,採用TDD方案可動態分配上下行鏈路的容量,實現資源分配的靈活性;最後,由於上下行鏈路使用相同的頻率,上下行鏈路的一致性較好。在對移動台的發射功率進行控制時,可以用開環功率控制來取代較為複雜的閉環功率控制。
如美國提交的第三代系統的方案中,將第二代的IS-136演變為UWC(全球無線通信)-136,在用於室內時就設計成可採用TDD技術實現雙工通信。圖2給出了室內UWC-136的幀和時隙結構。一般不考慮用TDD+CDMA獨立提供服務區域的全覆蓋,而只是作為大範圍覆蓋的FDD-CDMA系統的補充,且不同地區的TDD-CDMA系統相互獨立地運行(如公司的辦公樓中)。所以在以FDD-CDMA作為主要覆蓋、TDD-CDMA作為補充的系統中,移動台應設計成FDD和TDD的雙模方式。
綜上所述,TDD系統所提供的移動性和覆蓋有限。所以,在第二代移動通信系統中,TDD技術沒有像FDD技術那樣獲得很大的市場支持。