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話說(shuō)FDD和TDD兩兄弟為了爭(zhēng)寵吵得不可開交時(shí)，突然從石頭里蹦出個(gè)NDD，宣稱自己才是世上最牛的“DD”，F(xiàn)DD和TDD兩兄弟頓時(shí)驚慌失措、黯然失色，私下里打探了一下NDD的底細(xì)。今天我們就來(lái)揭揭NDD的底，看看他到底牛在哪里？
首先要從雙工方式說(shuō)起。
FDD(頻分雙工):采用兩個(gè)對(duì)稱的頻率信道來(lái)分別發(fā)射和接收信號(hào).
TDD(時(shí)分雙工):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.
有人說(shuō)，F(xiàn)DD是全雙工，TDD是半雙工。從一定意義上，這兩個(gè)都不是全雙工，因?yàn)槎疾荒軐?shí)現(xiàn)在同一頻率信道下同時(shí)進(jìn)行發(fā)射和接收信號(hào)。
今天我們介紹的NDD，可以實(shí)現(xiàn)發(fā)射和接收信號(hào)在同一頻率同一時(shí)間進(jìn)行傳輸，就是一個(gè)真正的全雙工。不過(guò)，我更喜歡叫它“沒(méi)有分工（No Division Duplex，NDD ）”。
難道以前我們就沒(méi)有想到過(guò)這么牛的全雙工方式？當(dāng)然不是。由于無(wú)線系統(tǒng)中發(fā)射信號(hào)會(huì)對(duì)接收信號(hào)產(chǎn)生強(qiáng)大的自干擾，如果按NDD那樣的玩法，系統(tǒng)根本無(wú)法工作。在NDD那樣的全雙工模式下，如果發(fā)射信號(hào)和接收信號(hào)不正交，發(fā)射端產(chǎn)生的干擾信號(hào)比接收到的有用信號(hào)要強(qiáng)數(shù)十億倍（大于100dB）。
那么，NDD是怎么做到的？NDD最核心的技術(shù)就是消除了這100dB的自干擾。
先來(lái)看一看發(fā)射信號(hào)是怎樣對(duì)接收信號(hào)產(chǎn)生強(qiáng)大的自干擾的。
由上圖可知，由于雙工器泄露、天線反射、多徑反射等因素，發(fā)射信號(hào)摻雜進(jìn)接收信號(hào)，產(chǎn)生了強(qiáng)大的自干擾。
怎樣消除這些干擾呢？幸運(yùn)的是，由于發(fā)射信號(hào)是已知的，那么就可以用發(fā)射信號(hào)作為參考來(lái)消除自干擾。但是，這個(gè)參考信號(hào)只能從數(shù)字基帶域獲得。當(dāng)數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)后，由于線性失真和非線性失真的影響，很難從中獲得參考。因此，任何自干擾消除技術(shù)如果要想成功，必須要考慮發(fā)射信號(hào)的非線性失真。
另外，為了避免接收飽和，必須要考慮接收端模/數(shù)轉(zhuǎn)換器的分辨率限制，因此，輸入模/數(shù)轉(zhuǎn)換器的自干擾信號(hào)強(qiáng)度必須確保小于一個(gè)確定值。
解決了這些問(wèn)題，就能有效的分解出干擾信號(hào)，將它消除。
這個(gè)問(wèn)題，據(jù)說(shuō)NDD的主人已經(jīng)解決了。
來(lái)自斯坦福大學(xué)的Sachin Katti和他的團(tuán)隊(duì)突破了以上難題，并在2012 年成立了 Kumu Networks初創(chuàng)公司，目前正在部署將這一技術(shù)應(yīng)用于small cell。
他們是怎樣突破的？Kumu給出了一些簡(jiǎn)單的原理介紹。
其實(shí)Kumu的自干擾消除技術(shù)并非首創(chuàng)，但Kumu的電路算法是目前性能最強(qiáng)的，能夠消除110dB的干擾信號(hào)。
得益于強(qiáng)大的自干擾消除技術(shù)，使得真正的全雙工通信成為可能，無(wú)線頻譜效率和時(shí)延將會(huì)得到大大提升，如果能夠完美應(yīng)用，這無(wú)疑是一次顛覆性的創(chuàng)新。
1）比較FDD/TDD，頻譜效率將提升一倍。
2）比較TDD，大幅度縮短時(shí)延。
因?yàn)門DD是時(shí)分雙工，不能在同一時(shí)間收發(fā)數(shù)據(jù)，NDD則有效解決了這個(gè)問(wèn)題，發(fā)送完數(shù)據(jù)，即刻接收反饋信息，減少時(shí)延。
另外，在傳送數(shù)據(jù)包的時(shí)候，無(wú)需等待數(shù)據(jù)包完全到達(dá)才發(fā)送下一個(gè)數(shù)據(jù)包，特別是在重傳的時(shí)候，大大減小時(shí)延。
這一技術(shù)可以廣泛應(yīng)用于微波回程、WIFI接入、移動(dòng)設(shè)備和LTE接入等，目前最快捷的應(yīng)用是作為“Self-Backhaul Small cell”部署于現(xiàn)網(wǎng)。
Self-Backhaul Small cell部署只需要在基站側(cè)加裝板件，而現(xiàn)網(wǎng)其它硬件部分無(wú)需改動(dòng)。
目前，Kumu Networks已經(jīng)獲得了大量融資，但要真正實(shí)現(xiàn)落地，還面臨著一些挑戰(zhàn)。
1）電路板件設(shè)計(jì)。
自干擾消除電路設(shè)計(jì)需要支持寬頻（>100MHZ)，多MIMO（>32天線），且要求尺寸小，功耗低，成本不能太高。
2）物理層、MAC層的優(yōu)化設(shè)計(jì)。比如編碼、調(diào)制、同步、檢測(cè)、偵聽、沖突避免、ACK等，尤其是針對(duì)MIMO的物理層優(yōu)化。
3）對(duì)全雙工和半雙工之間動(dòng)態(tài)切換的控制面優(yōu)化，以及對(duì)現(xiàn)有幀結(jié)構(gòu)和控制信令的優(yōu)化。
作者：hr_opt 來(lái)源：通信技術(shù)沃
