Hva er forskjellen mellom FDD og TDD?

Dupleksering er prosessen med a oppna toveiskommunikasjon over en kommunikasjonskanal. Det krever to former: halv dupleks og full dupleks (figur 1).

1. Det er to modus for tosidig operasjon: (a) halv dupleks og (b) full dupleks.

I halv dupleks skifter de to kommunikasjonspartiene over en felles kanal. Toveis radioer fungerer pa denne maten. Som en part snakker, horer den andre. Talende parter sier ofte «Over» for a indikere at de er ferdige, og det er pa tide for den andre parten a snakke. I nettverk deles en enkelt kabel som de to datamaskinene som kommuniserer, slar av og sender og mottar data.

Full dupleks refererer til samtidig toveiskommunikasjon. De to kommunikasjonsstasjonene kan sende og motta samtidig. Fastnettelefoner og mobiltelefoner fungerer pa denne maten. Noen former for nettverkstillatelse gir samtidig mulighet til a sende og motta operasjoner. Dette er den mer onskelige formen for dupleksering, men det er mer komplekst og dyrere enn halv duplexing. Det er to grunnleggende former for full dupleksbehandling: FDD (Frequency Division duplex) og Time Division duplex (TDD) (se tabellen).

Frekvens Divisjon Duplex.

FDD krever to separate kommunikasjonskanaler. I nettverk er det to kabler. Full duplex Ethernet bruker to snoede par inne i CAT5-kabelen for samtidig sending og mottak.

Tradlose systemer trenger to separate frekvensband eller kanaler (figur 2). En tilstrekkelig mengde beskyttelsesband skiller de to bandene slik at senderen og mottakeren ikke forstyrrer hverandre. God filtrering eller duplex og eventuelt skjerming er et must for a sikre at senderen ikke desensibiliserer den tilstotende mottakeren.

2. FDD krever to symmetriske segmenter av spektrum for uplink og downlink kanaler.

I en mobiltelefon med en sender og mottaker som opererer samtidig innenfor en slik n rhet, ma mottakeren filtrere sa mye av senderens signal som mulig. Jo storre spektrumseparasjon, jo mer effektive filtre.

FDD bruker mye frekvensspekter, men vanligvis minst to ganger det spektrum som trengs av TDD. I tillegg ma det v re tilstrekkelig spektrumseparasjon mellom sender- og mottakskanaler. Disse sakalte beskyttelsesbandene er ikke brukbare, sa de er slosing. Gitt sparsomhetens mangel og kostnad, er dette reelle ulemper.

FDD er imidlertid sv rt mye brukt i mobiltelefonsystemer, for eksempel det brukte GSM-systemet. I noen systemer brukes 25 MHz-bandet fra 869 til 894 MHz som nedlengs (DL) spektrum fra celletarnet til handsettet, og 25 MHz-bandet fra 824 til 849 MHz brukes som uplink (UL) Spekter fra handsettet til cellen.

En annen ulempe med FDD er vanskeligheten med a bruke spesielle antenneteknikker som multi-input multiple-output (MIMO) og beamforming. Disse teknologiene er en sentral del av den nye Long Term Evolution (LTE) 4G-mobiltelefonstrategien for a oke datahastigheten. Det er vanskelig a lage antennebandbredder bred nok til a dekke begge settene av spektrum. Mer komplisert dynamisk tuning krets er nodvendig.

FDD jobber ogsa pa en kabel hvor overforings- og mottakskanaler blir gitt forskjellige deler av kabelspekteret, som i kabel-TV-systemer. Igjen, filtre brukes til a holde kanalene separate.

Time Division Duplex.

TDD bruker et enkelt frekvensband for bade overforing og mottak. Sa deler den det bandet ved a tilordne alternerende tidsluker for a overfore og motta operasjoner (figur 3). Informasjonen som skal overfores – enten det er tale-, video- eller datadata – er i serielt bin rt format. Hver tidsluke kan v re 1 byte lang eller kunne v re en ramme med flere byte.

3. TDD veksler overforing og mottak av stasjonsdata over tid. Tidsluker kan variere i lengde.

Pa grunn av dataene med hoy hastighet kan kommunikasjonspartiene ikke fortelle at overforingen er periodisk. Overforingene er samtidige i stedet for samtidig. For digital stemme konvertert tilbake til analog, kan ingen fortelle at den ikke er full dupleks.

I noen TDD-systemer er de alternerende tidsporene av samme varighet eller har lik DL og UL ganger. Systemet behover imidlertid ikke v re 50/50 symmetrisk. Systemet kan v re asymmetrisk etter behov.

For eksempel, i Internett-tilgang, er nedlastingstider vanligvis mye lengre enn opplastningstider, slik at flere eller f rre ramtidspor blir tildelt etter behov. Noen TDD-formater tilbyr dynamisk bandbreddefordeling hvor tidsluke tall eller varighet endres i fly som etter behov.

Den virkelige fordelen med TDD er at den bare trenger en enkelt kanal med frekvensspekter. Videre er det ikke behov for spektrum-slosende beskyttelsesband eller kanalseparasjoner. Ulempen er at vellykket implementering av TDD trenger et veldig presis timing- og synkroniseringssystem bade hos senderen og mottakeren for a sikre at tidsluker ikke overlapper eller pa annen mate forstyrrer hverandre.

Timing synkroniseres ofte med presise GPS-avledede atomurstandarder. Vakttider er ogsa nodvendig mellom tidsluker for a hindre overlapping. Denne gangen er generelt lik send-mottatt omdreiningstid (overforings-mottakstid) og eventuelle overforingsforsinkelser (latens) over kommunikasjonsbanen.

Applikasjonseksempler.

De fleste cellesystemer bruker FDD. De nyere LTE- og 4G-systemene bruker FDD. Kabel-TV-systemer er fullt FDD.

De fleste tradlose dataoverforinger er TDD. WiMAX og Wi-Fi bruker TDD. Det gjor ogsa Bluetooth nar piconeter distribueres. ZigBee er TDD. De fleste digitale tradlose telefoner bruker TDD. Pa grunn av spekteret mangel og kostnader, er TDD ogsa vedtatt i enkelte mobilsystemer, som Kinas TD-SCDMA og TD-LTE-systemer. Andre TD-LTE-cellesystemer forventes a bli deployert hvor spektrummangel forekommer.

Konklusjon.

TDD ser ut til a v re det bedre overordnede valget, men FDD er langt mer implementert pa grunn av tidligere frekvensspektrum oppgaver og tidligere teknologier. FDD vil fortsette a dominere mobilvirksomheten for na. Likevel, som spektrum blir dyrere og knappe, vil TDD bli bredere vedtatt som spektrum blir omfordelt og repurposed.