Для работы сотовой сети в обязательном порядке нужны два направления связи: от базовой станции к абоненту (downlink - DL) и наоборот: от абонента к базовой станции (uplink - UL). В стандартах сотовой связи есть 2 разных подхода к разделению каналов UL/DL между собой: по частоте и по времени.
Самый распространенный - по частоте. Его чаще всего обозначают аббревиатурой FDD - Frequency Division Duplex - частотное разделение каналов. Суть этого метода предельно простая: для работы uplink и downlink используются 2 независимых частотных канала.
Проще всего это представить как двухполосную автодорогу, по которой автомобили движутся во встречных направлениях по своим полосам, не мешая друг другу.
FDD - это самый распространённый метод разделения восходящего и нисходящего потоков. В частности FDD используется в 1G-3G, причём, без альтернативы. Других вариантов для этих поколений нет.
А вот в 4G появляется ещё один вариант TDD - Time Division Duplex, то есть временное разделение каналов. Чем же так не понравился FDD, что понадобилось изобретать что-то новое?
Всё дело в том, что в FDD для UL и DL используются одинаковые и статичные частотные ресурсы, то есть полосы равной шириной. А вот объём данных к абоненту и от него, как правило, разный. Все мы знаем, что в большинстве случаев абоненты больше скачивают, чем загружают. Получается ресурсы используются неэффективно.
TDD позволяет решить эту проблему. Этот метод предполагает разные по длительности временные интервалы для передачи данных в UL и DL во всей ширине частотного канала. То есть для передачи данных от абонента и к нему предоставляются чередующиеся временные окна, регулируемые по длительности.
Представить эту идею можно в ситуации с ремонтом участка дороги, где для регулирования проезда автомобилей в обоих направлениях используется реверсивный светофор.
Если оператор видит, что автомобилей (данных) в каком-то направлении больше - он увеличивает время для проезда (передачи) в этом направлении, чтобы не создавать пробку и использовать ресурсы более эффективно.
Главная особенность с сетями TDD - необходимость более точной синхронизации по времени между смартфоном и базовой станцией. Базовые станции требуют спутниковую синхронизацию, что в современных сотовых сетях не является проблемой.
Поэтому в 5G метод TDD играет всё большую роль, за счёт своей эффективности.
