Множественный доступ к среде передачи – ЧАСТЬ 1

Понятие множественного (многостанционного) доступа (Multiple Access) к среде передачи связано с организацией совместного использования канальных ресурсов телекоммуникационной системы многими пользователями.

Можно выделить два ключевых подхода к распределению ресурсов между пользователями системы: т.н. контролируемый доступ и состяза­тельный доступ. Для первого характерно наличие в системе некоего ре­гулятора или принципа, в соответствии с которым определенная часть канального ресурса выделяется тому или иному пользователю. В другом случае пользователи системы «конкурируют» за доступ к ресурсу. Методы множественного доступа, относимые к этим двум вышеназванным катего­риям, приведены табл. 2.11.

Таблица 2.11

Основные методы множественного доступа в беспроводной связи

Методы «контролируемого» доступа

Протоколы «состязательного» доступа

FDMA

(Frequency Division Multiple Access)

ALOHA

TDMA (Time Division Multiple Access)

S-ALOHA (Slotted ALOHA)

CDMA (Code Division Multiple Access)

CSMA (Carrier sense Multiple Access)

SDMA (Space Division Multiple Access)

DAMA (Demand Assigned Multiple Access)

PDMA

(Polarization Division Multiple Access)

MACAW

(Media Access Protocol for WLAN’s)

Как видно из таблицы, контролируемый доступ предполагает разделение пользователей по одному из видов «физического» ресурса: частотного (Frequency Division), временного (Time Division), кодового (Code Division), значительно реже – пространственного (Space Division) и поляризационного (Polarization Division). На их основе могут быть построены гибридные схемы множествен­ного доступа: FDMA/TDMA (используемая в системе GSM), FH-CDMA, TD- CDMA и OFDMA.

Методы состязательного доступа различаются не в зависимости от вида рас­пределяемого ресурса, а согласно наборам правил, которыми руководствуются пользователи системы, конкурируя за этот ресурс. Поэтому во многих источни­ках эти методы именуют протоколами доступа, что, пожалуй, более верно.

2.6.1. Множественный доступ с частотным разделением каналов

При множественном доступе с частотным разделением каналов каждому из К пользователей на время сеанса связи выделяется отдельный частотный канал с шириной полосы А/ в пределах полосы AFs=K Af, занимаемой си­стемой. Каждый пользователь полностью занимает весь временной ресурс системы (рис. 2.52, а). Каналы при FDMA между собой не перекрывают­ся, что теоретически должно обеспечить ортогональность сигналов разных пользователей.


Однако на практике полностью избежать межканальных (внутрисистем­ных) помех не удается. Ввиду неидеальности разделительных фильтров в при­емнике имеет место взаимное просачивание энергии сигналов, передаваемых по соседним каналам. Это влияние стараются уменьшить, применяя спектрально- эффективные (частотно-компактные) виды модуляции, или вводя защитные ин­тервалы между частотными каналами. Впрочем, последнее приводит к сокраще­нию частотного ресурса, используемого для передачи информации.

2.6.2. Множественный доступ с временным разделением каналов

— -НУ "«-ЕЦЯЧИ ]g3

Рис. 2.52. Концепции использования частотно-временного ресурса в технологиях FDMA, TDMA и CDMA

При множественном доступе с временным разделением (TDMA) каждому пользователю системы для передачи (приема) сообщений на время сеанса связи в пределах временного ресурса системы выделяется свой собственный временной интервал (окно или слот) (рис. 2.52, б). При этом частотный ресурс в пределах временного окна полностью предоставлен в распоряжение одного пользователя. Как правило, слоты группируются в периодически повторяющиеся кадры.

В идеальном случае, разделение сигналов во времени должно исключить их взаимное влияние, обеспечив ортогональность пользовательских каналов. Од­нако переходные процессы (сигнал с ограниченным спектром теоретически бес­конечен во времени) и многолучевость приводят к возникновению межканаль­ных помех. Для устранения этих негативных воздействий используют защитные временные интервалы. Как и в случае FDMA, это снижает удельную долю ре­сурса системы, непосредственно используемую для передачи информации.

Различают фиксированное распределение и динамическое распределение временного ресурса системы TDMA между пользователями. В первом случае все слоты априори распределены для приема (или передачи) информации. Во втором, временные слоты кадра не закрепляются за конкретными пользовате­лями заранее, а предоставляются тем по запросу. Понятно, что динамическое распределение позволяет более эффективно использовать канальные ресурсы системы.

2.6.3. Множественный доступ с кодовым разделением каналов

Разделение каналов (пользователей) по коду – технология, основывающая­ся на использовании базовых свойств сигналов с расширенным спектром. О ко­довом разделении каналов мы уже говорили в разделе 2.5. Различие сигналов по форме позволяет идентифицировать пользователей, работающих одновременно в общей для всех полосе частот (см. рис. 2.52, в), и одновременно осуществлять выделение передаваемых ими сообщений. Количество рабочих каналов в систе­ме CDMA определяется реализуемым выигрышем обработки (на практике – ко­эффициентом расширения спектра) и допустимым уровнем помех (отношением сигнал/шум):

Рис. 2.55. Временная диаграмма работы протокола S-ALOHA

Применение S-ALOHA позволило значительно уменьшить число коллизий между передаваемыми пакетами (поскольку те могут возникать только между пакетами, переданными в одном временном интервале).


Вы можете следить за любыми ответами на эту запись через RSS 2.0 ленту. Вы можете оставить ответ, или trackback с вашего собственного сайта.

Оставьте отзыв

XHTML: Вы можете использовать следующие теги: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>

 
Rambler's Top100