CDMA - Mehrfachzugriffsmethoden
Die Möglichkeit, entweder im FDD- oder im TDD-Modus zu arbeiten, ermöglicht eine effiziente Nutzung des verfügbaren Spektrums entsprechend der Frequenzzuweisung in verschiedenen Regionen.
Frequenzduplex
Ein Duplexverfahren, bei dem die Uplink- und die Downlink-Übertragung zwei separate Frequenzbänder verwenden -
Uplink - 1920 MHz bis 1980 MHz
Downlink - 2110 MHz bis 2170 MHz
Bandwidth - Jeder Träger befindet sich in der Mitte eines 5 MHz breiten Bandes
Kanaltrennung
Nennwert von 5 MHz, der eingestellt werden kann.
Kanalraster
200 kHz (Mittenfrequenz muss ein Vielfaches von 200 kHz sein).
Tx-Rx-Frequenztrennung
Nennwert von 190 MHz. Dieser Wert kann entweder fest oder variabel sein (Minimum 134,8 und Maximum 245,2 MHz).
Kanal Nummer
Die Trägerfrequenz wird durch die UTRA Absolute Radio Frequency Channel Number (UARFCN) festgelegt. Diese Nummer wird vom Netzwerk (für den Uplink und den Downlink) auf dem logischen BCCH-Kanal gesendet und durch Nu = 5 * (Frequenz-Uplink-MHz) und ND = 5 * (Frequenz-Downlink-MHz) definiert.
Zeitduplex
Zeitduplex ist eine Technik, bei der die Uplink- und die Downlink-Übertragung unter Verwendung synchronisierter Zeitintervalle über dieselbe Frequenz übertragen werden. Der Träger verwendet ein 5-MHz-Band, obwohl das 3GPP (1,28 Mcps) eine Lösung mit niedriger Chiprate untersucht. Die verfügbaren Frequenzbänder für TDD liegen zwischen 1900 und 1920 MHz und zwischen 2010 und 2025 MHz.
Duplex-Methoden für Funkverbindungen
Im Fall von Zeitduplex ist die Vorwärtsverbindungsfrequenz dieselbe wie die Rückwärtsverbindungsfrequenz. In jeder Verbindung werden Signale kontinuierlich abwechselnd übertragen - genau wie bei einem Ping-Pong-Spiel.
Beispiel eines TDD-Systems
TDD verwendet ein einziges Frequenzband zum Senden und Empfangen. Ferner teilt es das Band, indem es alternative Zeitschlitze für Sende- und Empfangsoperationen zuweist. Die zu übertragenden Informationen können Sprach-, Video- oder Computerdaten im bit-seriellen Format sein. Jedes Zeitintervall kann 1 Byte lang sein oder Teil mehrerer Bytes sein.
TDD wechselt die Daten der Sende- und Empfangsstation über die Zeit. Zeitschlitze können von variabler Länge sein. Aufgrund der Art der Hochgeschwindigkeitsdaten können die kommunizierenden Parteien nicht bedeuten, dass die Übertragungen intermittierend sind. Übertragungen, die gleichzeitig erscheinen, konkurrieren tatsächlich miteinander. Digital in analoge Sprache umgewandelt, kann niemand sagen, dass es sich nicht um einen Vollduplex handelt.
In einigen TDD-Systemen sind alternative Zeitintervalle von gleicher Dauer oder haben sowohl DL als auch UL; Das System muss jedoch nicht 50/50 symmetrisch sein. Das System kann nach Bedarf asymmetrisch sein.
Beispielsweise ist beim Zugriff auf das Internet die Download-Geschwindigkeit normalerweise höher als die Upload-Geschwindigkeit. Die meisten Geräte arbeiten im asynchronen Modus, in dem die Download-Geschwindigkeit höher ist als die Upload-Geschwindigkeit. Wenn die Download-Geschwindigkeit höher als die Upload-Geschwindigkeit ist, werden zum Hochladen weniger Zeitschlitze benötigt. Einige TDD-Formate bieten eine dynamische Bandbreitenzuweisung, wenn die Anzahl der Zeitintervalle oder -dauern im laufenden Betrieb nach Bedarf geändert wird.
Der eigentliche Vorteil von TDD besteht darin, dass es sich nur um einen einzelnen Kanal des Frequenzspektrums handelt und keine Bandwächter oder Kanaltrennungen erforderlich sind, da die Intervalle mithilfe von Zeitschlitzen stattfinden. Der Nachteil ist, dass die erfolgreiche Implementierung von TDD ein Zeitmesssystem erfordert. Das genaue Timing sowohl für den Sender als auch für den Empfänger ist erforderlich, um sicherzustellen, dass sich die Zeitintervalle nicht überlappen oder sich gegenseitig stören.
Das Timing wird häufig mit der spezifischen Ableitung der GPS-Atomuhrstandards synchronisiert. Die Schutzzeit wird auch zwischen den Zeitschlitzen benötigt, um Doppelarbeit zu vermeiden. Diese Zeit entspricht im Allgemeinen der Sende-Empfangs-Verarbeitungszeit (Sende-Empfangs-Schaltzeit) und den Sendeverzögerungen (Latenz) auf dem Kommunikationskanal.
Frequenzduplex
Im Frequenzduplex (FDD) ist die Vorwärtsverbindungsfrequenz nicht dieselbe wie die Rückwärtsverbindungsfrequenz. In jeder Verbindung werden kontinuierlich Signale parallel übertragen.
Beispiel eines FDD-Systems
FDD erfordert zwei symmetrische Spektrumsegmente für die Aufwärts- und Abwärtsverbindungskanäle.
In einem Mobiltelefon mit Sender und Empfänger, das gleichzeitig in so unmittelbarer Nähe arbeitet, muss der Empfänger so viel Signal wie möglich vom Sender filtern. Mehr Trennung des Spektrums, die effektivsten Filter.
FDD verwendet viel Frequenzspektrum, im Allgemeinen doppelt so viel wie das erforderliche TDD-Spektrum. Außerdem muss zwischen Senden und Empfangen der Kanäle eine ausreichende Spektrumstrennung bestehen. Diese Bands sagen immer wieder - es kann nicht verwendet werden, sie sind unnötig. Angesichts der Knappheit und der Kosten des Spektrums sind sie echte Nachteile.
Verwendung von FDD
FDD wird häufig in verschiedenen Mobiltelefonsystemen verwendet. In einigen Systemen wird das Band 869-894 MHz als Downlink (DL) -Spektrum vom Mobilfunkmast zum Gerät verwendet. Das Band 824-849 MHz wird als Uplink (UL) -Spektrum des Mobilteils am Zellenstandort verwendet.
FDD funktioniert auch mit einem Kabel, bei dem Sende- und Empfangskanäle unterschiedliche Teile des Kabelspektrums erhalten, wie bei Kabelfernsehsystemen. Und Filter werden verwendet, um die Kanäle getrennt zu halten.
Nachteil von FDD
Der Nachteil von FDD besteht darin, dass keine speziellen Techniken wie mehrere Antennen, mehrere Ein- / Ausgänge (MIMO) und Beamforming zulässig sind. Diese Technologien sind ein wesentliches Element der neuen Strategien des Long Term Evolution (LTE) 4G-Mobiltelefons zur Erhöhung der Datenrate. Es ist schwierig, eine ausreichend breite Bandbreite zu schaffen, um beide Antennenspektrumsätze abzudecken. Eine komplexe dynamische Anpassung der Schaltung ist erforderlich.
Mehrfachzugriffsmethoden
Der Funkkanal ist ein Kommunikationsmedium, das von mehreren Benutzern in einem geografischen Gebiet gemeinsam genutzt wird. Mobilstationen stehen im Wettbewerb um die Frequenzressource zur Übertragung ihres Informationsflusses. Ohne andere Maßnahmen zur Kontrolle des gleichzeitigen Zugriffs mehrerer Benutzer können Kollisionen auftreten. Da Kollisionen für verbindungsorientierte Kommunikation wie Mobiltelefone unerwünscht sind, müssen persönlichen / mobilen Teilnehmerstationen auf Anfrage die dedizierten Kanäle zugewiesen werden.
Die mobile Kommunikation, bei der drahtlose Ressourcen für alle Benutzer gemeinsam genutzt werden, muss kommuniziert werden, um den Benutzer zu identifizieren. Während der Identifizierung des Benutzers wird er als "Mehrfachzugriff" (Multiple Access) bezeichnet, der eine Funkwelle einer Anzahl von Sendestationen in einer Empfangsstation empfängt (wie in der folgenden Abbildung gezeigt).