TDD和FDD射頻方案的設(shè)計(jì)區(qū)別

通信的方式有兩種，頻分雙工（FDD）和時(shí)分雙工（TDD），TDD指傳輸數(shù)據(jù)時(shí)需要兩個(gè)獨(dú)立的信道，一個(gè)信道用來向下傳送信息，另一個(gè)信道用來向上傳送信息。TDD的發(fā)射和接收信號(hào)是在同一頻率信道的不同時(shí)隙中進(jìn)行的，彼此之間采用一定的保證時(shí)間予以分離。那么兩種通信方式對(duì)電路設(shè)計(jì)有什么影響？

頻分雙工

頻分雙工上文說了，兩個(gè)獨(dú)立的信道在不同頻率同時(shí)工作，一個(gè)用來收，一個(gè)用來發(fā)，互不干涉。從設(shè)計(jì)電路的角度來說，收發(fā)通道完全獨(dú)立，業(yè)務(wù)處理通道也完全獨(dú)立。

由于收發(fā)不同頻，必須考慮發(fā)射對(duì)接收的影響，所以在這里電路需要引入雙工器。

雙工器其實(shí)是一種濾波器，其作用是將發(fā)射和接收訊號(hào)相隔離，保證接收和發(fā)射都能同時(shí)正常工作。

雙工器的指標(biāo)設(shè)計(jì)成為了收發(fā)能否獨(dú)立工作的關(guān)鍵點(diǎn)。

這里引入了一個(gè)概念，寬帶噪聲。

寬帶噪聲：發(fā)射機(jī)輸出的功率中除去有用信號(hào)、雜散、諧波外，在寬泛的頻率范圍，噪聲的功率譜密度。

寬帶噪聲是怎么產(chǎn)生的？

信號(hào)源的熱噪聲經(jīng)放大器放大；

本振的相位噪聲經(jīng)放大器放大；

信號(hào)源的噪聲、本振的相位噪聲經(jīng)過級(jí)級(jí)放大，最后從天線輻射出去。

若不經(jīng)優(yōu)化處理，末級(jí)功率放大器輸出的寬帶噪聲功率譜密度可達(dá)到-100dBm/Hz量級(jí)(常見)。U-V頻段，在距離50m處寬帶噪聲功率仍有-160dBm/Hz，這使得周圍環(huán)境噪底抬高10dB以上。

噪底抬高后，該范圍內(nèi)接收機(jī)的接收噪聲劇增，接收靈敏度明顯下降。

雙工器的設(shè)計(jì)原則一是發(fā)射在接收頻點(diǎn)的寬帶噪聲要低于接收頻點(diǎn)的噪底。

所以，在電路設(shè)計(jì)時(shí)要計(jì)算清楚發(fā)射鏈路的寬帶噪聲，根據(jù)寬帶噪聲和接收噪底的差值設(shè)計(jì)雙工器的抑制指標(biāo)。

雙工器還有一個(gè)設(shè)計(jì)依據(jù)就是外界對(duì)接收機(jī)的影響，公網(wǎng)頻段多，需要考慮其他頻率對(duì)接收的影響。

時(shí)分雙工

在TDD模式的移動(dòng)通信系統(tǒng)中，接收和傳送在同一頻率信道(即載波)的不同時(shí)隙，用保證時(shí)間來分離接收和傳送信道。

時(shí)分雙工其實(shí)就是半雙工，也就是同一時(shí)刻只有一個(gè)業(yè)務(wù)在處理。所以從概念上來說，同樣的信道帶寬，F(xiàn)DD的業(yè)務(wù)容量是TDD的兩倍。從電路設(shè)計(jì)上來說，數(shù)據(jù)處理通道收發(fā)復(fù)用，資源占用少。

因?yàn)槭菚r(shí)分，很多電路也可以復(fù)用，比如說頻率源。

時(shí)分電路設(shè)計(jì)與頻分不同的關(guān)鍵點(diǎn)就是收發(fā)切換的時(shí)間，為了資源的最大利用，一般都會(huì)復(fù)用鎖相環(huán)和資源處理器。

而這個(gè)收發(fā)切換的時(shí)間主要點(diǎn)就是，頻率源的切換時(shí)間和功放的上升時(shí)間。

頻率源的切換時(shí)間前文有講過，如果用集成芯片，這個(gè)指標(biāo)的設(shè)計(jì)主要在芯片的選型，記得加上程序加載的時(shí)間。

一般來說功放的爬坡時(shí)間都在us級(jí)，功率高的時(shí)間相對(duì)而言長一點(diǎn)，設(shè)計(jì)難度不大，設(shè)計(jì)時(shí)需要考慮過沖的問題。

TDD的典型就是WIFI，下面的器件是涉及WiFi所用的開關(guān)和PA，可以看到都對(duì)爬坡的時(shí)間有詳細(xì)的指標(biāo)闡述。

總結(jié)

對(duì)比兩種通信方式，各有優(yōu)缺點(diǎn)，TDD模式對(duì)電路的時(shí)間要求很高，但是因?yàn)橥粫r(shí)段只有一個(gè)信道在工作，所以設(shè)計(jì)時(shí)不用考慮對(duì)收通道的影響。

FDD模式，信道業(yè)務(wù)寬，相對(duì)獨(dú)立，需要考慮寬帶噪聲的設(shè)計(jì)。

兩種通信方式設(shè)計(jì)方案時(shí)考慮的重點(diǎn)不同。

祝好！