FDD和TDD都弱爆了，看看最牛的NDD!

 　　話說FDD和TDD兩兄弟為了爭寵吵得不可開交時，突然從石頭裡蹦出個NDD，宣稱自己才是世上最牛的“DD”，FDD和TDD兩兄弟頓時驚慌失措、黯然失色，私下裡打探了一下NDD的底細。今天我們就來揭揭NDD的底，看看他到底牛在哪裡?

　　首先要從雙工方式說起。

　　FDD(頻分雙工):采用兩個對稱的頻率信道來分別發射和接收信號.

　　TDD(時分雙工):發射和接收信號是在同一頻率信道的不同時隙中進行的.

　　有人說，FDD是全雙工，TDD是半雙工。從一定意義上，這兩個都不是全雙工，因為都不能實現在同一頻率信道下同時進行發射和接收信號。

　　今天我們介紹的NDD，可以實現發射和接收信號在同一頻率同一時間進行傳輸，就是一個真正的全雙工。不過，我更喜歡叫它“沒有分工(No Division Duplex，NDD )”。

　　難道以前我們就沒有想到過這麼牛的全雙工方式?當然不是。由於無線系統中發射信號會對接收信號產生強大的自干擾，如果按NDD那樣的玩法，系統根本無法工作。在NDD那樣的全雙工模式下，如果發射信號和接收信號不正交，發射端產生的干擾信號比接收到的有用信號要強數十億倍(大於100dB)。

　　那麼，NDD是怎麼做到的?NDD最核心的技術就是消除了這100dB的自干擾。

　　先來看一看發射信號是怎樣對接收信號產生強大的自干擾的。

　　由上圖可知，由於雙工器洩露、天線反射、多徑反射等因素，發射信號摻雜進接收信號，產生了強大的自干擾。

　　怎樣消除這些干擾呢?幸運的是，由於發射信號是已知的，那麼就可以用發射信號作為參考來消除自干擾。但是，這個參考信號只能從數字基帶域獲得。當數字信號轉換為模擬信號後，由於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如果要想成功，必須要考慮發射信號的非線性失真。

　　另外，為了避免接收飽和，必須要考慮接收端模/數轉換器的分辨率限制，因此，輸入模/數轉換器的自干擾信號強度必須確保小於一個確定值。

　　解決了這些問題，就能有效的分解出干擾信號，將它消除。

　　這個問題，據說NDD的主人已經解決了。

　　來自斯坦福大學的Sachin Katti和他的團隊突破了以上難題，並在2012 年成立了 Kumu Networks初創公司，目前正在部署將這一技術應用於small cell。

　　他們是怎樣突破的?Kumu給出了一些簡單的原理介紹。

　　其實Kumu的自干擾消除技術並非首創，但Kumu的電路算法是目前性能最強的，能夠消除110dB的干擾信號。

　　得益於強大的自干擾消除技術，使得真正的全雙工通信成為可能，無線頻譜效率和時延將會得到大大提升，如果能夠完美應用，這無疑是一次顛覆性的創新。

　　1)比較FDD/TDD，頻譜效率將提升一倍。

　　2)比較TDD，大幅度縮短時延。

　　因為TDD是時分雙工，不能在同一時間收發數據，NDD則有效解決了這個問題，發送完數據，即刻接收反饋信息，減少時延。

　　另外，在傳送數據包的時候，無需等待數據包完全到達才發送下一個數據包，特別是在重傳的時候，大大減小時延。

　　這一技術可以廣泛應用於微波回程、WIFI接入、移動設備和LTE接入等，目前最快捷的應用是作為“Self-Backhaul Small cell”部署於現網。

　　Self-Backhaul Small cell部署只需要在基站側加裝板件，而現網其它硬件部分無需改動。

　　目前，Kumu Networks已經獲得了大量融資，但要真正實現落地，還面臨著一些挑戰。

　　1)電路板件設計。

　　自干擾消除電路設計需要支持寬頻(>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層的優化設計。比如編碼、調制、同步、檢測、偵聽、沖突避免、ACK等，尤其是針對MIMO的物理層優化。

　　3)對全雙工和半雙工之間動態切換的控制面優化，以及對現有幀結構和控制信令的優化。