Wireless 101
M10 · L04
الوحدة 10 · الدرس 4

المكالمة محادثتان

تشاركت هذه الوحدة الطيف بين المستخدمين. وبقي سؤالٌ واحد: كيف يتشاركه اتّجاها وصلةٍ واحدة؟ ليس في الاستعمال التجاري إلا جوابان.

01 / 11
Wireless 101
M10 · L04
لنُزل هذا اللبس أولاً

FDD ليس FDMA

  • النفاذ المتعدّد يقسم القناة بين المستخدمين (الدرس M10-L1)
  • والإرسال المزدوج يقسمها بين اتّجاهَي وصلةٍ واحدة
  • GSM — TDMA للمستخدمين وFDD للاتّجاهين
  • LTE TDD — OFDMA للمستخدمين وTDD للاتّجاهين

التأليفتان منشورتان، فالفكرتان مستقلّتان. اسأل ما على الجهة الأخرى من الحدّ: مستخدمٌ آخر، أم المستخدم نفسه يردّ؟

02 / 11
Wireless 101
M10 · L04
نصف وكامل والغائب

123 ديسيبل من صوتك أنت

لماذا لا يُشحن الازدواج الكامل داخل النطاق
P_{tx} - P_{rx} = 23 - (-100) = 123\ \text{dB}

يعطي FDD وTDD كلاهما المستخدم ازدواجاً كاملاً — وTDD يتناوب فقط أسرع مما تلحظه محادثة. أمّا التردد نفسه واللحظة نفسها فيلزمهما إخمادٌ ذاتيٌّ فوق 100 ديسيبل: نتيجة مختبرٍ لا منتَجاً.

03 / 11
Wireless 101
M10 · L04
FDD — محسوباً على LTE Band 1

نطاقان ومزدوِج

  • الصاعدة 1920–1980 ميغاهرتز → 1980 − 1920 = 60 ميغاهرتز
  • الهابطة 2110–2170 ميغاهرتز → و60 ميغاهرتز أيضاً
  • مباعدة الازدواج 2110 − 1920 = 190 ميغاهرتز
  • فجوة الازدواج 2110 − 1980 = 130 ميغاهرتز، و190 − 60 = 130 ✓
  • وBand 3 أضيق: 1805 − 1785 = 20 ميغاهرتز من الفجوة

الفجوة مساحة المرشّح ليسقط. والمزدوِج يعطي 50–60 ديسيبل من العزل ويكلّف 1–2 ديسيبل، وهو واحدٌ لكل نطاق.

04 / 11
Wireless 101
M10 · L04
TDD — 300 متر لكل ميكروثانية

نطاقٌ واحد وساعة توقيت

الفترة الحارسة وعبؤها
T_g \ge \frac{2R}{c} \;\Rightarrow\; \eta_g = \frac{2R}{c\,T_{sw}}
  • خليّة 10 كم: 2 × 10 000/(3×10⁸) = 66.7 µs = 1.33% من 5 ميلي ثانية
  • 30 كم: 200 µs (4.0%). و100 كم: 666.7 µs (13.3%)
  • ورمز LTE واحدٌ من الحرس، 71.4 µs، يبلغ 10.7 كم
05 / 11
Wireless 101
M10 · L04
جرّبها — تبديل 5 ميلي ثانية، 2 غيغاهرتز

FDD وTDD جنباً إلى جنب

النظام FDD
هابطة:صاعدة 4 : 1
نصف القطر 10 km
السرعة 5 km/h
المستعمل 62.5% هدر عدم التناظر 37.5% لا فترة حارسة زمن التجانس 45.7 ms لا تقابل — يلزم ارتجاع
06 / 11
Wireless 101
M10 · L04
أكبر مكاسب TDD

التقسيم الثابت يهدر 37.5%

ما يكلّفه 50:50 مقابل حِملٍ r:1
\text{waste} = 1 - \tfrac{1}{2}\!\left(1+\tfrac{1}{r}\right) = \frac{r-1}{2r}

عند طلبٍ 4:1 يخدم FDD 0.5 هبوطاً + 0.125 صعوداً = 0.625، فيعطل (4−1)/8 = 37.5% ✓. وTDD يطلب 4:1 ويدفع 1.33% حرساً. وعند 1:1 يفوز FDD — ولهذا كانت شبكات الصوت FDD.

07 / 11
Wireless 101
M10 · L04
لماذا اختار MIMO الضخم نظام TDD

التقابل وتاريخ انتهائه

الشرط الذي يقتضيه التقابل
T_{sw} \ll T_c \approx \frac{0.423\,\lambda}{v}
سيراً
46 ms
100 كم/س
2.3 ms
التبديل
5 ms

التردد الواحد يعني أن الصاعدة تقيس الهابطة مجّاناً — وذاك ذهبٌ لمصفوفات الدرس M10-L3. لكن Tc في الدرس M8-L3 هو 2.3 ميلي ثانية عند 100 كم/س: بالياً قبل الاستعمال.

08 / 11
Wireless 101
M10 · L04
أين يسكن كلٌّ منهما

دون 3 غيغاهرتز، FDD

  • FDD — النطاقات 1 و3 و8؛ والساتلي الذي يُخرج ذهابه وإيابه في 239 ميلي ثانية نظام TDD
  • TDD — n41 وn77–n79 عند 2.5 و3.5 غيغاهرتز؛ غير مزدوجةٍ وغير متناظرة
  • TDD في كل الموجة المليمتريّة — n257–n261 عند 26 و28 غيغاهرتز
  • الواي فاي شبيهٌ بـTDD منذ 1997 — CSMA/CA على قناةٍ واحدة
  • TDD يحتاج التزامن: فالجار غير المتوافق انقطاعٌ (الدرس M9-L3)

يدعم 5G NR الاثنين. وخطّة النطاق تقرّر، والنطاق لا يمكن تحويله.

09 / 11
Wireless 101
الإرسال المزدوج

تحقّق ممّا يقسم الاتّجاهات

أربعة أسئلة عن FDD مقابل TDD وما يكلّفه كلّ تقسيم.

السؤال 1 من 0
النتيجة 0/0

10 / 11
Wireless 101
M10 · L04
خلاصة

ما تعلّمته

  • الإرسال المزدوج يقسم الاتّجاهات؛ والنفاذ المتعدّد يقسم المستخدمين
  • Band 1: 60 ميغاهرتز لكلٍّ، ومباعدة 190، وفجوة ازدواجٍ 130 ميغاهرتز
  • الحرس = 2R/c → 66.7 µs عند 10 كم، أي 1.33% من 5 ميلي ثانية
  • التقسيم الثابت 50:50 يهدر (r−1)/2r — أي 37.5% عند حِملٍ 4:1
  • التقابل يحتاج Tsw ≪ Tc؛ وTDD يحتاج التزامن
اكتملت الوحدة 10 — التالي
الوحدة 11: المعايير ←
كل الدروس اقرأ المقالة
11 / 11