Схемы множественного доступа в беспроводных сетях сотовой связи второго поколения 2G

 

- SDMA - Space Division Multiple Access - множественный доступ с пространственным разделением (каналов).

Мобильная станция MS может работать с несколькими базовыми трансиверными станциями BTS, но качество связи с каждой из них будет различным. Как правило, схемы SDMA используются не самостоятельно, а в сочетании с другими.

Схема может быть использована на малых расстояниях, например радиостанции в диапозоне FM.

- FDMA - Frequency Division Multiple Access - множественный доступ с частотным разделением (каналов).

В сетях сотовой связи схемы FDMA используются для организации одновременного доступа к среде базовой трансиверной станции BTS и мобильной станции MS по дуплексному (двухстороннему) каналу связи.

В этом случае для каждого из направлений - от мобильной станции MS к базовой станции BTS и наоборот - выделяются различные частоты.

Такая схема называется дуплексом с частотным разделением каналов -

FDD - Frequency Division Duplex.

Например, в сетях сотовой связи GSM 900:

-все исходящие частоты (прямой канал) находятся в полосе 890,2мГц - 915,0мГц;

-все нисходящие частоты (обратный канал) находятся в полосе 935,2мГц - 960,0мГц.

-полоса частот между полосами частот в прямом и обратном направлениях составляет 45,0мГц;

-число каналов в каждом направлении - 124;

-полоса (диапозон) частот каждого канала - 200,0кГц (0,2мГц).

- TDMA - Time Division Multiple Access - множественный доступ с временным разделением (каналов).

Схема TDMA в сравнении с предыдущей схемой FDMA является более гибкой. Она включает в себя все технологии, использующие распределение интервалов времени, т.е. временное уплотнение (логические каналы). В этом случае приемник работает на одной и той же частоте.

Схемы передатчика и приемника существенно упрощаются, но прослушать каналы на одной и той же частоте разделенные по времени значительно проще, чем в случае использования частотного разделения.

В схеме с временным разделением каналов - TDMA необходимо обеспечить синхронизацию передатчика и приемника во времени. В случае динамического распределения интервалов времени необходимо использовать идентификацию (например, указывать адрес передатчика).

В схемах фиксированного распределения интервалов времени использовать идентификацию не нужно, но пропускная способность системы в целом снижается. Поэтому для обеспечения гибкости пропускной способности схемы TDMA и FDMA объединяются.

Схемы TDMA с фиксированным доступом (фиксированным распределением интервалов) используются во многих цифровых мобильных телекоммуникационных системах: GSM, IS-54 (PСS), IS-136 (AMPS), DECT и др. - для организации доступа и установления дуплексного канала между мобильной и базовой станциями.

Пример дуплекса с временным разделением (каналов) в беспроводной телекоммуникационной системе стандарта DECT:

Схема распределения сигналов повторяется каждые 10,0мс, т.е. каждый выделенный временной интервал имеет продолжительность 417,0мкс.

Этот способ обеспечивает каждой мобильной станции доступ к среде каждые 10,0мс, причем независимо от других соединений.

Базовая станция использует 1 из 12 доступных временных интервалов для нисходящей связи

 

417мкс BTS

 

Нисходящие линии связи Исходящие линии связи

 

MS

Мобильная станция MS использует 1 из следующих 12-ти временных интервалов для исходящей связи. Таким образом, работа нисходящей и исходящей линий связи разделена во времени. Фиксированные схемы доступа на примере системы DECT идеально подходят для связи с постоянной скоростью передачи данных.

 

- CDMA - Code Division Multiple Access - множественный доступ с кодовым разделением (каналов).

В схемах с кодовым разделением каналов - CDMA - коды (уникальная последовательность битов) используются для разделения мобильных станций MS различных пользователей в кодовом пространстве.

Коды позволяют получить доступ в общую среду без помех. Главное найти такие ортогональные (уникальные, отличные от всех остальных) коды, которые позволят отделить полезный сигнал от шума, создаваемого окружающей средой и остальными сигналами.

Для увеличения пропускной способности системы (увеличения емкости ячейки) схему CDMA используют в комбинации со схемами FDMA и TDMA.

В отличие от других схем технология CDMA обладает преимуществом простоты переключения (каналов связи) и плавно изменяющейся емкостью ячеек.

Переключение каналов обусловлено коммутацией между двумя соседними ячейками, т.е. организацией связи (установлением соединения) одновременно с двумя соседними базовыми трансиверными станциями BTS, т.к. используются одинаковые коды, что и обеспечивает "мягкое" переключение.