PHY 802.16e hỗ trợ TDD, FDD và hoạt động FDD bán song công (half-duplex). Tuy nhiên, phiên bản ban đầu của profile WiMAX di động chỉ có với chế độ TDD. Với phiên bản đang được nghiên cứu, profile FDD sẽ được xem xét bởi diễn đàn WiMAX để tạo ra các cơ hội kinh doanh mới cho những nơi có các yêu cầu về phổ nội hạt hoặc cấm đối với TDD, phù hợp hơn với triển khai FDD. TDD là một ứng dụng của công nghệ đa truy nhập phân chia theo thời gian TDMA (Time Division Multiple Access) để phân tách tín hiệu đi và tín hiệu về. TDD có một tiện ích lớn trong trường hợp bất đối xứng giữa tốc độ dữ liệu đường lên và và đường xuống . Khi số liệu đường lên tăng lên thì sẽ có một dải thông rộng hơn có thể phân phối cho nó giông như trước khi nó được co lại để có thể truyền đi. Một tiện ích khác khiến TDD được sử dụng trong WiMAX di động thế hệ đầu là đường tín hiệu radio đường lên và đường xuống là rất giống trong hệ thống di chuyển chậm điều đó có nghĩa là các công nghệ như tạo búp sóng (beamforming) làm việc rất tốt với hệ thống TDD. Sự sắp xếp có hệ thống của TDD có thể cấp phát một cách linh hoạt số lượng khe thời gian cho hai chiều truyền và nhận dữ liệu, điều này đặc biệt quan trọng trong các đường truyền Internet với tỉ lệ UL/DL không bị bắt buộc phải là 50/50. Xét một cách tổng quát thì TDD có thể mang lại sự linh hoạt cũng như giúp nâng cao năng lực của hệ thống lên rất nhiều. Tuy nhiên, việc sử dụng TDD trong phiên bản đầu này của WiMAX di động gặp phải một nhược điểm đó là bị hạn chế bởi dài tần nhỏ.
Để tăng tính hiệu quả, TDD chia dòng dữ liệu ra thành nhiều khung và với mỗi khung này lại chia thành các khe thời gian để truyền đi và nhận về.
Đối với vấn đề xuyên nhiễu, TDD không yêu cầu sự đồng bộ hệ thống ở diện rộng, trái lại TDD sẽưu tiên chếđộ song công vì những lý do sau:
TDD cho phép điều chỉnh tỷ số đường xuống/đường lên để hỗ trợ lưu lượng đường xuống/đường lên một cách hiệu quả, trong khi đó với FDD, đường xuống và đường lên luôn luôn bị cốđịnh.
TDD đảm bảo sự trao đổi kênh để hỗ trợ khả năng điều chỉnh đường truyền, anten MIMO và các công nghệ anten tiên tiến khác.
Không giống như FDD với việc yêu cầu một cặp kênh, TDD chỉ yêu cầu một kênh đơn cho cả đường xuống và đường lên, điều này dẫn đến mềm dẻo hơn đối với sự phân chia phổ thay đổi.
Thiết kế bộ thu phát để triển khai TDD là ít phức tạp hơn và do đó sẽ tốn kém hơn.
Hình 2.15 minh hoạ cấu trúc khung OFDM với phương thức song công phân chia theo thời gian (TDD). Mỗi khung được chia thành khung con DL và UL riêng rẽ bởi các bộ chuyển dịch phát/thu và thu/phát (TTG và RTG tương ứng) để chống lại sự xung đột trong truyền dẫn DL và UL. Trong một khung, các thông tin điều khiển sau được sử dụng đểđảm bảo hoạt động hệ thống tối ưu:
Phần mào đầu khung (preamble): Được sử dụng cho đồng bộ, là ký hiệu OFDM đầu tiên của khung.
Tiêu đề điều khiển khung (FCH):FCH được đặt ngay sau phần mở đầu (preamble). Nó cung cấp các thông tin cấu hình khung như độ dài bản tin MAP, sơ đồ mã hoá và kênh con hiệu dụng.
DL-MAP và UL-MAP: Cung cấp sự phân bổ kênh con và thông tin điều khiển khác cho khung con DL và UL một cách tương ứng.
Khoảng UL (ranging): Kênh con UL được sử dụng cho trạm gốc di động (MS) để thực hiện thời gian vòng kín, tần số và sự điều chỉnh công suất cũng như yêu cầu băng tần.
UL CQICH: Kênh UL CQICH được phân bổ cho MS để trả lời lại các thông tin về trạng thái kênh.
UL ACK:Được sử dụng cho MS để trả lời lại thông báo DL HARQ.