TDD一定干不过FDD吗?

大家好,我是小枣君。

感谢大家的关心,目前我一切都好。

鲜枣课堂,是一个专门做知识服务的公众号,大家从我的历史推送都能看出来,发的都是技术知识普及文章,和指导大学生进行职业规划和学习规划的文章。

我们也是一个拥有独立第三方观点的自媒体,不属于任何公司的分支机构,目前也没有进入到融资阶段,所以也没有任何所谓“背景”。

说白了,小枣君就是一个“教书匠”。

好了,该翻篇的翻篇。我们继续学知识。

上节课,我们介绍了RBRE载波的基本知识。

其实,一些同学已经发现了其中有些地方是“不严谨的”。例如110M的计算结果,并没有说明控制开销,而且一些前提条件并没有一一说明。

其实小枣君也很矛盾,一方面希望把理论说简单、清楚,另一方面,有很多技术细节如果都说的话,确实比较枯燥、难懂。考虑到小枣君的文章主要定位为把知识以大家能看懂的方式表达出来,所以,只能选择性地跳过了一些细节。

不过,科学是严谨的,小枣君也一定会努力做到严谨,后续如果有不严谨的地方,欢迎大家提出来,我来改进。

又YY了半天。。。继续,继续。。。

大家都知道,LTE通常分为FDD LTETDD LTE(通常也写作TD-LTE)。

FDD和TDD是什么?

它们是两种不同的双工方式:

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

它们的区别,通过下面的图就能看出来:

举个例子,就像双车道和单车道。

  • FDD,双车道,一个车道只能走一个方向,双向互不干扰。
  • TDD,单车道,不同时间允许走不同的方向。

从系统整体来说,FDD LTE和TDD LTE的区别很小

无线接口协议上,两者绝大部分都是相同的:

TDD和FDD,区别就在于物理层(physical layer,PHY)

什么是帧?

上节课,我们提到了RB(资源块),也提到了“时隙”

时隙再往上,就是帧了。

简单理解,帧也是数据传输的载体单位,就是上节课所说的“豆腐块”。

LTE共支持两种无线帧结构:

  • 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帧结构TDD帧结构吧。

请拿手机的童鞋旋转90°。电脑前的童鞋,只能向右歪头90°了。。。

这就是一个FDD帧结构的样子。

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?

这就需要一点大学“信号与系统”方面的知识了。

它是这么得出来的:

看不懂?没关系,记住一个无线帧是10ms,就OK了。

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帧结构。

请大家继续翻转手机90°,or 向右歪头90°。

大家发现,TDD帧结构比FDD帧结构复杂,是不?

确实如此。。。

TDD帧结构里面,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

大家一定发现了,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,叫做特殊子帧

特殊子帧里面包括3个特殊时隙

  • 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,当然会存在控制和调度问题。

为了节省网络开销,TD-LTE允许利用特殊时隙DwPTS和UpPTS传输系统控制信息。

GP用于上行和下行的隔离。小区半径越大,GP就应该越大。

其实,大家都应该能够理解,对于同一个车道,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,遇到上下行车辆不均衡的情况,就会出现资源浪费:

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帧结构里面,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 特殊子帧

那个5ms10ms是什么意思呢? 代表转换周期。

  • 转换周期为5ms,表示每5ms就有一个特殊时隙。每10ms有两个上下行转换点。适合时延要求高的场景
  • 转换周期为10ms,表示每10ms就有一个特殊时隙。对时延的保证略差。但是系统损失的容量较小

鱼与熊掌,不可兼得啦。

TDD相对于FDD,有哪些优势呢?

  • 能够灵活配置频率,使用FDD不易使用的零散频段;
  • 可以通过调整上下行时隙转换点,灵活支持非对称业务;
  • 具有上下行信道一致性,基站的接收和发送可以共用部分射频单元,降低了设备成本;
  • 接收上下行数据时,不需要收发隔离器,只需要一个开关即可,降低了设备的复杂度。

缺点也很明显。。。

  • TDD系统上行链路发射功率的时间比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,无法进行干扰隔离,系统内和系统间存在干扰;
  • 为了避免与其他无线系统之间的干扰,TDD需要预留较大的保护带,影响了整体频谱利用效率;
  • 因为高速运动下信道变化快,TDD分时系统导致手机报告的信道消息有所延迟,所以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在很多应用场景下,还是有它的优势滴。如果TDD和FDD融合组网,那也是一个很不错的选择哟!

好啦!今天就到这里哈!

感谢大家的观看!

原文发布于微信公众号 - 鲜枣课堂(xzclasscom)

原文发表时间:2017-09-12

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