Zaman bölmeli çoklu erişim - Time-division multiple access

Bu makale, kanal erişim yöntemi hakkındadır. Kanal erişimini kontrol etmek için TDMA kullanan eski ABD ve Kanada mobil telefon standardı için bkz. Dijital AMPS.
Çerçevelere bölünmüş bir veri akışını ve zaman dilimlerine bölünmüş bu çerçeveleri gösteren TDMA çerçeve yapısı

Zaman bölmeli çoklu erişim (TDMA) bir kanal erişim yöntemi paylaşılan ortam ağları için. Birkaç kullanıcının aynı şeyi paylaşmasına izin verir frekans kanalı Sinyali farklı zaman dilimlerine bölerek.[1] Kullanıcılar, her biri kendi zaman aralığını kullanarak birbiri ardına hızlı bir şekilde iletim yapar. Bu, birden fazla istasyonun aynı iletim ortamını (örneğin radyo frekansı kanalı) paylaşırken, yalnızca bir bölümünü kanal kapasitesi. Dinamik TDMA her veri akışının trafik talebine bağlı olarak her çerçevede değişken bit oranlı veri akışlarına değişken sayıda zaman dilimini dinamik olarak ayıran bir TDMA varyantıdır.

TDMA, dijital 2G hücresel sistemler gibi Mobil iletişim için küresel sistem (GSM), IS-136, Kişisel Dijital Hücresel (PDC) ve iDEN, Ve içinde Dijital Geliştirilmiş Kablosuz Telekomünikasyon (DECT) standardı taşınabilir telefonlar. TDMA ilk olarak uydu iletişimi sistemler Western Union onun içinde Westar 3 1979'da iletişim uydusu. Şu anda uydu iletişiminde yaygın olarak kullanılmaktadır,[2][3][4][5] battle-net radyo sistemler ve pasif optik ağ Tesislerden operatöre giden yukarı akış trafiği için (PON) ağları.

TDMA bir tür zaman bölmeli çoklama (TDM), özel bir noktaya sahip olmak yerine verici birine bağlı alıcı, birden fazla verici var. Durumunda yukarı bağlantı bir cep telefonu bir Baz istasyonu bu özellikle zorlaşır çünkü cep telefonu hareket edebilir ve zamanlama ilerlemesi akranlarından iletim boşluğuna uyması için gerekli.

Özellikler

  • Tek taşıyıcı frekansını birden çok kullanıcıyla paylaşır
  • Sürekli olmayan aktarım, aktarımı kolaylaştırır
  • Dinamik TDMA'da isteğe bağlı olarak yuvalar atanabilir
  • Daha az sıkı güç kontrolü CDMA hücre içi girişimin azalması nedeniyle
  • CDMA'dan daha yüksek senkronizasyon ek yükü
  • ileri eşitleme Kanal "frekans seçici" ise yüksek veri hızları için gerekli olabilir ve Semboller arası girişim
  • Hücre solunumu (bitişik hücrelerden kaynak ödünç almak) CDMA'dakinden daha karmaşıktır
  • Sıklık / yuva tahsis karmaşıklığı
  • Titreşimli güç zarfı: girişim diğer cihazlarla

Cep telefonu sistemlerinde

2G sistemleri

Çoğu 2G hücresel sistem, dikkate değer istisnalar dışında IS-95, TDMA'ya dayanmaktadır. GSM, D-AMPS, PDC, iDEN, ve PHS TDMA hücresel sistemlerin örnekleridir.

GSM sisteminde cep telefonlarının senkronizasyonu, cep telefonuna daha erken ve ne kadar iletim yapması talimatını veren baz istasyonundan zamanlama ilerleme komutları gönderilerek sağlanır. Bu, radyo dalgalarının ışık hızı hızından kaynaklanan yayılma gecikmesini telafi eder. Cep telefonunun tüm zaman aralığı boyunca iletim yapmasına izin verilmiyor, ancak bir koruma aralığı her zaman aralığının sonunda. İletim koruma dönemine girdiğinde, mobil ağ iletimi senkronize etmek için zamanlama ilerlemesini ayarlar.

Bir telefonun ilk senkronizasyonu daha fazla özen gerektirir. Bir mobil iletim yapmadan önce, gerekli ofseti gerçekten bilmenin bir yolu yoktur. Bu nedenle, bir zaman diliminin tamamı, ağ ile iletişim kurmaya çalışan cep telefonlarına ayrılmalıdır; bu olarak bilinir rastgele erişimli kanal (RACH) GSM'de. Mobil, ağdan alındığı gibi zaman aralığının başında yayın yapmaya çalışır. Cep telefonu baz istasyonunun yanına yerleştirilmişse, zaman gecikmesi olmayacak ve bu başarılı olacaktır. Bununla birlikte, cep telefonu baz istasyonuna 35 km'den biraz daha yakınsa, zaman gecikmesi, cep telefonunun yayınının zaman aralığının en sonuna ulaştığı anlamına gelecektir. Bu durumda cep telefonuna, mesajlarını neredeyse tam bir zaman diliminden başlayarak, aksi halde beklenenden önce yayınlaması talimatı verilecektir. Son olarak, cep telefonu GSM'de 35 km hücre aralığının dışındaysa, bu durumda RACH komşu bir zaman dilimine varacak ve göz ardı edilecektir. Özel bir uzatma tekniği kullanılmadığında bir GSM hücresinin menzilini 35 km ile sınırlandıran, güç sınırlamalarından ziyade bu özelliktir. Ancak baz istasyonunda yukarı bağlantı ve aşağı bağlantı arasındaki senkronizasyonu değiştirerek, bu sınırlamanın üstesinden gelinebilir.[kaynak belirtilmeli ]

3G sistemleri

Çoğu büyük 3G sistemi temelde CDMA,[6] zaman bölmeli dupleksleme (TDD), paket programlama (dinamik TDMA) ve paket yönelimli çoklu erişim şemaları, her iki teknolojinin avantajlarından yararlanmak için CDMA ile birlikte 3G biçiminde mevcuttur.

En popüler şekli iken UMTS 3G sistemi CDMA kullanır ve frekans bölmeli dupleksleme (FDD) TDMA yerine, TDMA, iki standart UMTS UTRA'da CDMA ve zaman bölmeli çiftleme ile birleştirilir.

Kablolu ağlarda

ITU-T G.hn Mevcut ev kabloları (güç hatları, telefon hatları ve koaksiyel kablolar) üzerinden yüksek hızlı yerel alan ağı sağlayan standart, bir TDMA şemasına dayanmaktadır. İçinde G.hn, bir "ana" cihaz, ağdaki diğer "yardımcı" cihazlara "Contention-Free Transmission Opportunities" (CFTXOP) tahsis eder. Bir seferde yalnızca bir cihaz bir CFTXOP kullanabilir, böylece çarpışmaları önler.FlexRay aynı zamanda kablolu bir ağ olan protokol Emniyet açısından kritik modern otomobillerde iletişim, veri aktarım kontrolü için TDMA yöntemini kullanır.

Diğer çoklu erişim şemalarıyla karşılaştırma

Radyo sistemlerinde, TDMA genellikle frekans bölmeli çoklu erişim (FDMA) ve frekans bölmeli dubleks (FDD); kombinasyon, FDMA / TDMA / FDD olarak anılır. Örneğin hem GSM hem de IS-136'da durum böyledir. Bunun istisnaları şunları içerir: DECT ve Kişisel Cep Telefonu Sistemi (PHS) mikro hücresel sistemler, UMTS-TDD UMTS varyantı ve Çin'in TD-SCDMA, baz istasyonu ve aynı frekanstaki el cihazları için farklı zaman aralıklarının tahsis edildiği zaman bölmeli çift yönlü kullanımı kullanan.

TDMA'nın önemli bir avantajı, cep telefonunun radyo kısmının yalnızca kendi zaman aralığı için dinlemesi ve yayınlaması gerektiğidir. Geri kalan süre boyunca, mobil cihaz ağ üzerinde ölçümler yaparak çevredeki vericileri farklı frekanslarda tespit edebilir. Bu güvenli sağlar frekanslar arası geçişler CDMA sistemlerinde zor olan, IS-95 ve karmaşık sistem eklemeleriyle desteklenir Evrensel Mobil Telekomünikasyon Sistemi (UMTS). Bu sırayla birlikte varolmasına izin verir mikro hücre katmanlar makro hücre katmanlar.

Buna kıyasla CDMA, bir cep telefonunun aynı anda 6 adede kadar baz istasyonuyla iletişim halinde olmasına izin veren "yumuşak geçişi" destekler, bir tür "aynı frekans geçişi". Gelen paketler kalite açısından karşılaştırılır ve en iyisi seçilir. CDMA'nın iki tıkalı hücrenin sınırındaki bir terminalin net bir sinyal alamayacağı "hücre solunumu" özelliği, yoğun dönemlerde bu avantajı çoğu zaman ortadan kaldırabilir.

TDMA sistemlerinin bir dezavantajı, girişim doğrudan zaman aralığı uzunluğuna bağlı bir frekansta. Bu, bazen bir TDMA telefonu bir radyo veya hoparlörün yanında bırakıldığında duyulabilen vızıltıdır.[7] Diğer bir dezavantaj, zaman dilimleri arasındaki "ölü zamanın" bir TDMA kanalının potansiyel bant genişliğini sınırlandırmasıdır. Bunlar kısmen, farklı terminallerin tam olarak gereken zamanlarda iletim yapmasını sağlamanın zorluğu nedeniyle uygulanır. Hareket halindeki cep telefonlarının, iletimlerinin tam olarak doğru zamanda alınmasını sağlamak için zamanlamalarını sürekli olarak ayarlamaları gerekecektir, çünkü baz istasyonundan uzaklaştıkça sinyallerinin gelmesi daha uzun sürecektir. Bu aynı zamanda, büyük TDMA sistemlerinin menzil açısından hücre boyutları üzerinde katı sınırlara sahip olduğu anlamına gelir, ancak pratikte desteklenen menzilden daha büyük mesafeleri almak ve iletmek için gereken güç seviyeleri yine de çoğunlukla pratik olmayacaktır.

Dinamik TDMA

İçinde dinamik zaman bölmeli çoklu erişim (dinamik TDMA), bir zamanlama algoritması her veri akışının trafik talebine bağlı olarak her çerçevede değişken bit oranlı veri akışlarına dinamik olarak değişken sayıda zaman aralığı ayırır. Dinamik TDMA,

Ayrıca bakınız

Referanslar

  1. ^ Guowang Miao; Jens Zander; Ki Won Sung; Ben Slimane (2016). Mobil Veri Ağlarının Temelleri. Cambridge University Press. ISBN  978-1107143210.
  2. ^ Maine, K .; Devieux, C .; Swan, P. (Kasım 1995). IRIDIUM uydu ağına genel bakış. WESCON'95. IEEE. s. 483.
  3. ^ Mazzella, M .; Cohen, M .; Rouffet, D .; Louie, M .; Gilhousen, K. S. (Nisan 1993). GLOBALSTAR mobil uydu sisteminin çoklu erişim teknikleri ve spektrum kullanımı. Dördüncü IEE Telekomünikasyon Konferansı 1993. IET. s. 306–311.
  4. ^ Sturza, M.A. (Haziran 1995). TELEDESIC uydu sisteminin mimarisi. Uluslararası Mobil Uydu Konferansı. 95. s. 214.
  5. ^ "ORBCOMM Sistemine Genel Bakış" (PDF).
  6. ^ K. Jagannatham, Aditya (2016). Modern Kablosuz Haberleşme Sistemlerinin Prensipleri. McGraw-Hill Eğitimi. ISBN  9789339220037.
  7. ^ "Cep telefonlarında GSM vızıltı sesini en aza indirin". EETimes. 20 Temmuz 2009. Alındı 22 Kasım, 2010.