《掌握AI + 6G無線行動通訊網路 —— 超高速、零延遲、智慧城市全攻略 🌐》
67/100 📌 第 7 周：頻譜與無線資源管理 - 分配頻率與時槽以提升容量和效率。
67. TDD vs FDD 🕑
上下行用時間切或頻率切！
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🎯 單元導讀
行動網路要同時處理 下行（下載） 與 上行（上傳），關鍵在於如何分配頻譜。
👉 兩大典型模式：
• FDD（Frequency Division Duplex） —— 用不同頻段切開上下行。
• TDD（Time Division Duplex） —— 用同一頻段，不同時間切換上下行。
兩者各有優缺點，也是 4G/5G 部署的重要考量。
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🧠 一、FDD（頻分雙工）
• 原理：上下行各有獨立頻段（成對出現）。
• 優點：
o 上/下行可同時傳輸，延遲低。
o 技術成熟，干擾管理相對簡單。
• 缺點：
o 需要成對頻譜，頻譜資源受限。
o 頻譜利用率可能不均衡（上傳需求通常小於下載）。
• 類比：兩條專用道路，一條上山、一條下山，互不干擾。
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🧠 二、TDD（時分雙工）
• 原理：上下行共用同一頻段，用時間切換。
• 優點：
o 頻譜利用率高，可根據流量動態調整上下行比例（例如 DL:UL = 7:3）。
o 適合數據下載量遠大於上傳量的場景。
• 缺點：
o 上下行無法同時進行，存在切換延遲。
o 不同小區若配置不同上下行比例，容易產生干擾（Cross-link interference）。
• 類比：單一雙向道路，透過紅綠燈控制上下行交替通行。
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🧠 三、應用場景
• FDD：廣泛應用於 2G/3G/4G（低頻段，如 700MHz、1800MHz）。
• TDD：4G/5G 主流（高頻段，如 2.6GHz、3.5GHz、毫米波），因可彈性調整上下行資源。
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💻 四、ASCII 示意圖
FDD：頻率切分
┌─────────────┐
│ UL ↑ (1800 MHz) │
│ DL ↓ (1850 MHz) │
└─────────────┘
→ 上下行同時進行，頻譜固定分配
TDD：時間切分
│ UL ↑ │ DL ↓ │ DL ↓ │ UL ↑ │
→ 上下行交替進行，可動態調整比例
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🧩 五、模擬題
1️⃣ 專業題
請比較 FDD 與 TDD 的差異，並說明為什麼 5G 高頻段多採用 TDD。
FDD（Frequency Division Duplex）：
上行與下行分別使用不同的頻段（如上行 1800 MHz、下行 1900 MHz），可同時收發資料，延遲低、穩定度高，但需要成對頻譜。
TDD (Time Division Duplex）：
上行與下行共用同一頻段，以時間區隔收發（例如 1ms 下行、1ms 上行），成本低、頻譜利用靈活。
為什麼 5G 高頻段多採 TDD？
因為高頻（如 3.5GHz、28GHz）頻譜資源連續、上下載流量不對稱，
TDD 可動態調整上下行比例、靈活配置時槽，更適合高速數據傳輸場景。
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2️⃣ 應用題
題目：
若基地台位於商辦區，下行需求遠大於上行，應採哪種雙工方式？
解析：
應採 TDD，因其可調整上下行比例，例如設定 8:2（下行多、上行少），
能滿足用戶大量下載（看影片、傳資料）的需求，同時節省頻譜成本。
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3️⃣ 情境題
題目：
若兩個相鄰 TDD 小區設定不同的上下行比例，會造成什麼問題？如何解決？
解析：
若時槽配置不同，當一區在「下行」而另一區在「上行」時，
訊號會互相干擾，產生 上下行干擾（UL-DL interference）。
解決方式：
• 採用**時序同步（Frame Synchronization）**讓各小區同時切換上下行。
• 使用 干擾協調（ICIC/eICIC） 或 動態 TDD 管理機制，
在不同小區間協調時槽比例，減少互相干擾。
➡️ 最終確保多小區環境下仍能維持穩定速率與低干擾品質。
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✅ 六、小結與啟示
• FDD：上下行分頻，延遲低，但需成對頻譜。
• TDD：上下行分時，頻譜利用更靈活，但有干擾與切換延遲挑戰。
• 發展趨勢：低頻仍以 FDD 為主，高頻與 5G 新頻譜以 TDD 為核心。
👉 一句話總結：FDD 是「雙車道」，同時上山下山；TDD 是「單車道紅綠燈」，靈活交替分配資源。
