Возможность работать в режиме FDD или TDD разрешена для эффективного использования доступного спектра в соответствии с распределением частот в разных регионах.
Дуплекс с частотным разделением
Дуплексный метод, при котором передачи восходящей линии связи и нисходящей линии связи используют две отдельные полосы частот —
-
Uplink — от 1920 МГц до 1980 МГц
-
Нисходящая линия связи — от 2110 до 2170 МГц
-
Ширина полосы — каждая несущая расположена в центре широкой полосы 5 МГц
Uplink — от 1920 МГц до 1980 МГц
Нисходящая линия связи — от 2110 до 2170 МГц
Ширина полосы — каждая несущая расположена в центре широкой полосы 5 МГц
Разделение каналов
Номинальное значение 5 МГц, которое можно регулировать.
Канал Растр
200 кГц (центральная частота должна быть кратна 200 кГц).
Tx-Rx частотное разделение
Номинальное значение 190 МГц. Это значение может быть фиксированным или переменным (минимум 134,8 и максимум 245,2 МГц).
Номер канала
Несущая частота обозначается Абсолютным номером радиочастотного канала UTRA (UARFCN). Этот номер отправляется сетью (для восходящей линии связи и нисходящей линии связи) по логическому каналу BCCH и определяется значениями Nu = 5 * (частота восходящей линии связи МГц) и ND = 5 * (частота нисходящей линии связи МГц).
Time Division Duplex
Дуплекс с временным разделением — это метод, с помощью которого передачи по восходящей линии связи и нисходящей линии связи передаются по одной и той же частоте с использованием синхронизированных временных интервалов. Несущая использует полосу 5 МГц, хотя 3GPP изучает решение с низкой скоростью передачи чипов (1,28 Мбит / с). Доступные полосы частот для TDD будут 1900–1920 МГц, а в 2010 — 2025 МГц.
Дуплексные методы радиосвязи
В случае дуплекса с временным разделением частота прямой линии связи совпадает с частотой обратной линии связи. В каждой линии сигналы передаются непрерывно по очереди — как в игре в пинг-понг.
Пример системы TDD
TDD использует одну полосу частот как для передачи, так и для приема. Кроме того, он разделяет полосу, назначая альтернативные временные интервалы для операций передачи и приема. Информация, которая должна быть передана, может быть голосовой, видео или компьютерной информацией в битовом последовательном формате. Каждый временной интервал может иметь длину 1 байт или может входить в состав нескольких байтов.
TDD чередует данные станций передачи и приема во времени. Временные интервалы могут быть переменной длины. Из-за характера высокоскоростных данных сообщающие стороны не могут означать, что передачи являются прерывистыми. Передачи, которые выглядят как одновременные, фактически конкурируют друг с другом. Цифровой преобразованный в аналоговый голос, никто не может сказать, что это не полный дуплекс.
В некоторых системах TDD альтернативные интервалы времени имеют одинаковую длительность или имеют как DL, так и UL; однако система не должна быть симметричной 50/50. Система может быть асимметричной по мере необходимости.
Например, при доступе к Интернету скорость загрузки обычно выше, чем скорость загрузки. Большая часть оборудования работает в асинхронном режиме, где скорость загрузки выше, чем скорость загрузки. Когда скорость загрузки выше, чем скорость загрузки, для загрузки требуется меньше временных интервалов. Некоторые форматы TDD предлагают динамическое распределение полосы пропускания, когда количество временных интервалов или длительностей изменяется на лету по мере необходимости.
Реальное преимущество TDD заключается в том, что это всего лишь один канал частотного спектра, и он не требует ограждения полосы или разделения каналов, поскольку интервалы происходят с использованием временных интервалов. Недостатком является то, что для успешной реализации TDD требуется система синхронизации. Точная синхронизация как передатчика, так и приемника необходима для обеспечения того, чтобы временные интервалы не перекрывались и не мешали другим.
Время часто синхронизируется с определенными производными стандартов атомных часов GPS. Защитное время также необходимо между временными интервалами, чтобы избежать дублирования. Это время обычно равно времени обработки приема-передачи (времени переключения-приема-передачи) и задержкам передачи (задержке) в канале связи.
Дуплекс с частотным разделением
В дуплексном режиме с частотным разделением (FDD) частота прямой линии связи не совпадает с частотой обратной линии связи. В каждой линии сигналы непрерывно передаются параллельно.
Пример системы FDD
FDD требует двух симметричных сегментов спектра для каналов восходящей линии связи и нисходящей линии связи.
В сотовом телефоне с передатчиком и приемником, работающим одновременно в такой непосредственной близости, приемник должен отфильтровать как можно большую часть сигнала от передатчика. Больше разделения спектра, наиболее эффективные фильтры.
FDD использует много частотного спектра, как правило, в два раза больше требуемого спектра TDD. Кроме того, должно быть адекватное разделение спектра между передачей и приемом каналов. Эти группы продолжают говорить — их нельзя использовать, они не нужны. Учитывая дефицит и стоимость спектра, они являются реальными недостатками.
Использование FDD
FDD широко используется в различных сотовых телефонных системах. В некоторых системах полоса 869–894 МГц используется в качестве спектра нисходящей линии связи (DL) от вышки сотовой связи к устройству. И полоса 824–849 МГц используется в качестве спектра восходящей линии связи (UL) телефона в месте расположения соты.
FDD также работает на кабеле, где передающему и принимающему каналам предоставляются разные части спектра кабеля, как в системах кабельного телевидения. И фильтры используются для разделения каналов.
Недостаток СЗД
Недостаток FDD заключается в том, что он не позволяет использовать специальные методы, такие как множественные антенны, множественный ввод-вывод (MIMO) и формирование луча. Эти технологии являются неотъемлемым элементом новой стратегии Long Term Evolution (LTE) 4G для увеличения скорости передачи данных. Трудно сделать достаточно широкую полосу пропускания, чтобы охватить оба набора спектра антенн. Схема сложной динамической регулировки не требуется.
Методы множественного доступа
Радиоканал является средством связи, совместно используемым несколькими пользователями в географической области. Мобильные станции конкурируют друг с другом за частотный ресурс для передачи своего информационного потока. Без других мер по контролю одновременного доступа нескольких пользователей могут возникнуть коллизии. Поскольку коллизии нежелательны для связи, ориентированной на установление соединения, такой как мобильные телефоны, персональные / мобильные абонентские станции должны быть выделены выделенным каналам по запросу.
Мобильная связь, совместно использующая беспроводные ресурсы для всех пользователей, должна быть передана для идентификации пользователя. При идентификации пользователя это упоминается как «множественный доступ» (множественный доступ), который принимает радиоволны ряда передающих станций в приемной станции (как показано на следующем изображении).