FDMA – множественный доступ с разделением по частоте
Данная технология широко применяется в аналоговых системах сотовой связи. Для разговора каждому абоненту выделяется отдельная частота с полосой пропускания достаточной для передачи и приема речевого сообщения. На рис. 5.4 показана технология доступа FDMA. Для каждого абонента A, B и C выделены свои частоты, fA , fB и fC соответственно.
Рис. 5.4 Технология доступа FDMA
Технология FDMA не обеспечивает эффективного использования выделенной полосы частот.
Рассмотрим пример. В сотовой системе связи стандарта NMT -900 используются следующие диапазоны частот:
- 890…915 МГц - для передачи сообщений от мобильного телефона на базовую станцию;
- 935…960 МГц - для передачи от базовой станции.
Ширина диапазона частот ΔF = 915 – 890 = 960 – 935 = 25 МГц.
При полосе частот отдельного канала Δf = 25 кГц, общее количество каналов связи составит 25 МГц/25 кГц = 1000. Если размерность кластера равна семи, то на каждую соту (ячейку) системы можно выделить 1000/7 = 140-145 фиксированных частот. Это означает, что в пределах соты можно организовать одновременную связь всего лишь между 140-145 парами абонентов.
Кроме прочего, существенным недостатком технологии FDMA является необходимость наличия большого количества приемопередатчиков на базовой станции.
TDMA – множественный доступ с разделением по времени
Для всех абонентов выделяется один частотный канал (на рис. 5.5 частота f ), но временные интервалы для ведения передачи разные (рис. 5, Δ tA , ΔtB , ΔtC …), т.е. абоненты говорят по очереди: сначала абонент А, затем В и т.д.
Рис. 5.5 Технология доступа TDMA
В сотовой системе связи, технология TDMA, предусматривает следующий подход (рис. 5.6).
Рис. 5.6 Технология доступа TDMA в сотовой системе связи
Временной интервал, выделенный для ведения разговоров группой абонентов, делится на короткие сегменты по 20-30 мс, которые записываются. Затем, каждый из временных сегментов анализируется и подвергается специальному кодированию. В конечном счете, большое количество двоичных символов цифрового сигнала, соответствующее исходному сегменту речевого сообщения, преобразуется в значительно меньшее количество символов, т.е. производится «сжатие» речевого сигнала и по объему битовой информации, и по времени. На приемник базовой станции «сжатые» сигналы абонентов поступают поочередно. Причем за время, соответствующее сегменту одного абонента, приемник базовой станции получает укороченные сигналы нескольких абонентов.
В системе стандарта GSM-900, использующего технологию TDMA, в пределах временного интервала, называемого кадром, помещаются «сжатые» сигналы (таймслоты) восьми абонентов. Следовательно, количество обслуживаемых абонентов, в стандарте GSM-900 может быть увеличено в восемь раз.
Следует сказать, что в системе стандарта GSM-900, применяются комбинированная технология доступа FDMA – TDMA. В соответствии с технологией доступа FDMA, частотный диапазон системы 890…915 МГц/935…960 МГц разделен на 124 частотных канала с шириной 200 кГц каждый, а в соответствии с технологией ТDMA, на каждый частотный канал выделено восемь временных каналов. Таким образом, общее число частотно-временных каналов составляет 124·8 = 992.
На примере этого стандарта, четко прослеживаются преимущества технологии TDMA:
- во-первых, для обслуживания восьми абонентов в пределах одного выделенного частотного канала, достаточно иметь на базовой станции один приемопередатчик с полосой 200 кГц;
- во-вторых, при такой широкой полосе 200 кГц можно передавать не только речевые сообщения, но и осуществлять передачу коротких сообщений, работу с электронной почтой, Интернетом, передачу неподвижных изображений.
CDMA – множественный доступ с разделением по коду
Для всех абонентов выделяется один частотный канал, но с очень широкой полосой Δ f > 1 МГц. Каждому передатчику абонента присваивается свой индивидуальный код (рис. 5.7), при помощи которого, кодируется передаваемое сообщение. Приемник собеседника абонента по коду, настраиваемого базовой станцией, выделяет это сообщение из всего потока приходящих сигналов.
