Sumário
Redes FDD e TDD
Na comunicação celular entre uma estação base (ERB) e o dispositivo do usuário (UE) a transmissão e recepção simultâneas são tipicamente alcançadas usando recursos diferentes para uplink e downlink, isto é: baseados em frequência (FDD) ou baseados no tempo (TDD). Enquanto redes FDD têm bandas de frequência separadas para uplink e downlink, redes TDD utilizam a mesma largura de banda, mas alocam diferentes intervalos de tempo para uplink e downlink.
As redes Time Division Duplex (TDD) têm o potencial de se adaptarem facilmente à proporção de tráfego de uplink e downlink. No entanto, elas também são afetadas por problemas de interferência não vistos em redes Frequency Division Duplex (FDD).
Uma das principais inovações trazidas pelo 5G New Radio (NR) é a implantação em larga escala de sistemas avançados de antenas com MIMO massivo e tecnologias de beamforming de última geração utilizando a tecnologia 5G.
Em comparação com redes FDD, as redes TDD oferecem maior flexibilidade em relação ao uplink e downlink. Os sistemas TDD podem se adaptar mais facilmente à proporção entre o tráfego de uplink e downlink e não necessitam de par de espectro (um para uplink e outro para downlink).
Os Desafios das redes TDD
A implementação de sistemas TDD introduz alguns novos desafios. Um deles é a chamada interferência cross-link, que ocorre quando uma estação base está transmitindo, enquanto outra está recebendo na mesma faixa de frequência. Estações base geralmente transmitem com maior potência e têm melhores condições de propagação entre si, ou seja, menor perda de caminho comparada à ligação entre a estação base e o dispositivo do usuário. Como resultado, a interferência cross-link pode ser significativa quando uma estação base em uplink é interferida pelo downlink de outra estação base. Esta interferência de outra estação base que está transmitindo é significativamente maior do que o uplink recebido de um usuário para outra estação base, resultando em uma diminuição do throughput do usuário.
Uma maneira de evitar a interferência cross-link é garantir que todas as estações base estejam ou transmitindo simultaneamente ou recebendo simultaneamente. Isso é conhecido como sincronização e refere-se a compartilhar um relógio comum, referência de fase e a mesma estrutura de quadro.
Com frequência, as operadoras de telefonia móvel recebem licenças na mesma faixa e precisam coexistir. Geralmente, espectros adjacentes são adicionados a cada operadora, levando à interferência cruzada entre redes devido às emissões fora de banda das estações base em faixas adjacentes. Portanto, sincronizar as redes é também crucial para que a a frequência de uma operadora não interfira na outra.
Quando as operadoras implementam em uma área sem sincronização, ou seja, quando o downlink de uma operadora interfere no uplink de outra operadora, há uma interferência significativa entre as redes, mesmo que operem em canais adjacentes. O uplink de um provedor de serviço é significativamente afetado pelas transmissões fora de faixa do downlink do outro. Se elas compartilham a mesma estação base a interferência no uplink pode ser bastante grande. Operações não sincronizadas funcionam apenas se as redes têm uma grande separação geográfica. Na banda mmWave, a interferência cross-link é menor comparada as bandas das frequências médias, devido às características de implementação e propagação, como, por exemplo, menor potência de transmissão. No entanto, a operação não sincronizada ainda resulta em uma perda significativa de throughput na banda mmWave.
Portanto, recomenda-se a sincronização das redes externas também entre as operadoras, pois isso evita a interferência cross-link.
Redes TDD no Brasil e Anatel
No Brasil, para tirar dúvidas, esclarecer os princípios gerais, as premissas e os aspectos de coordenação de sistemas que usam a duplexação por divisão de tempo (TDD), a Agência Nacional de Telecomunicações (Anatel) lançou a cartilha: “Princípios de sincronização de sistemas TDD”. Um dos princípios adotados pela Agência, quanto aos aspectos técnico-regulatórios relativos à sincronização de sistemas TDD, é o de incentivar a autorregulação.
