1.1
点对点通信系统

图1-1表示了一个点对点FDD通信系统，其中节点A把发射信号和接收信号分别设置在f1和f2两个不同的频点上，而节点B采用相反的频率设置，即：发射信号设置在f2上，而接收信号在f1。可以看到，为了实现节点的双向同时通信，每个节点都占用了一个发射机频点和一个接收机频点，其目的是，用两个不同的频点隔离发射机对接收机的干扰。这项技术依赖于滤波器在接收机处的正确使用：一方面，它的通带允许通信信号进入；另一方面，它的阻带极大地抑制了发射机信号的泄露。

实际系统中需要在两个频点之间设置一个保护频带，以减小滤波器带外泄露的干扰（见图1-1），其中图1-1（a）表示节点A与节点B同时发送和接收信号时的频率设置，图1-1（b）表示具体的频谱设置，即：在两频点之间具有保护频带。由于保护频带不能传输信息，所以在保证通信质量的前提下，我们应尽可能缩小保护频带的带宽。

图1-1　频分双工通信

把FDD实现双工服务的器件定义为双工器（见图1-2），可以发现它由两个并联的滤波器1和2组成：节点A上发射机信号经过滤波器1，它的通带是f1；其接收机采用滤波器2，它的通带设置在f2上，而阻带设置在发射机信号频点f1上。滤波器2的主要作用是滤除发射信号对接收机的干扰，以便接收高质量的通信信号。通常接收机除了使用模拟滤波器外，还要采用数字滤波器进一步滤除频率为f1的电磁干扰。

图1-2　FDD节点的收发机结构示意图

最后值得注意的是，优质双工器的插入阻抗应该很小，以避免降低接收机的通信灵敏度。

另一种传统双工系统采用TDD技术，如图1-3所示，其中两个节点工作在同一个频点上[见图1-3（a）]，而分配两种不同的时隙给节点A和节点B：一种时隙用于节点A发射信号，此时节点B接收信号[见图1-3（b）]，另一种时隙用于节点B发射信号，此时节点A接收信号[图1-3（c）]，两种时隙交替切换、循环使用，从而实现信号的双向传输。通常，时隙切换速度足够快，再配合信源编码，确保在语音服务质量。

图1-3　时分双工通信示意图

为防止发射信号的混响对接收时隙的干扰，发射与接收时隙的切换之间需要设置一个信号发射的静默时间。

值得注意的是，有些TDD传统节点为了减少发射静默时间，采用了如图1-4所示的环路器作为双工器，它对一列传播的电磁波具有很高的阻抗特性，而对另一个方向阻抗几乎为零。利用高阻抗特性抑制发射机干扰在一定程度上实现CCFD功能，甚至能够实现低功率CCFD的通信。但是，由于发射信号对接收机干扰过于强大，多数TDD节点仍然需要采用较长的静默时间来取代环路器的使用。

需要强调的是，无论FDD还是TDD均在物理层上分别占用了两份资源（频率/时间资源）以实现双工服务，在CCFD出现以后它们被统称为半双工技术。

图1-4　TDD节点的收发机结构示意图