CDMA: métodos de acceso múltiple
Se permite la posibilidad de operar en modo FDD o TDD para un uso eficiente del espectro disponible de acuerdo con la asignación de frecuencia en diferentes regiones.
Dúplex de división de frecuencia
Un método dúplex mediante el cual las transmisiones de enlace ascendente y descendente utilizan dos bandas de frecuencia separadas:
Uplink - 1920 MHz a 1980 MHz
Downlink - 2110 MHz a 2170 MHz
Bandwidth - Cada portadora está ubicada en el centro de una banda ancha de 5 MHz
Separación de canales
Valor nominal de 5 MHz ajustable.
Ráster de canal
200 kHz (la frecuencia central debe ser múltiplo de 200 kHz).
Separación de frecuencia Tx-Rx
Valor nominal de 190 MHz. Este valor puede ser fijo o variable (mínimo 134,8 y máximo 245,2 MHz).
Numero de canal
La frecuencia portadora está designada por el número absoluto de canal de radiofrecuencia UTRA (UARFCN). Este número es enviado por la red (para el enlace ascendente y el enlace descendente) en el canal lógico BCCH y está definido por Nu = 5 * (Frecuencia del enlace ascendente MHz) y ND = 5 * (Frecuencia del enlace descendente MHz).
Dúplex de división de tiempo
El dúplex por división de tiempo es una técnica mediante la cual las transmisiones de enlace ascendente y descendente se llevan a cabo en la misma frecuencia utilizando intervalos de tiempo sincronizados. El operador utiliza una banda de 5 MHz, aunque existe una solución de baja velocidad de chip que está siendo estudiada por el 3GPP (1,28 Mcps). Las bandas de frecuencia disponibles para TDD serán 1900-1920 MHz y 2010-2025 MHz.
Métodos dúplex de enlaces de radio
En el caso de Dúplex por división de tiempo, la frecuencia del enlace directo es la misma que la frecuencia del enlace inverso. En cada enlace, las señales se transmiten continuamente por turnos, como en un juego de ping-pong.
Ejemplo de sistema TDD
TDD utiliza una sola banda de frecuencia tanto para transmitir como para recibir. Además, comparte la banda asignando intervalos de tiempo alternativos para las operaciones de transmisión y recepción. La información que se va a transmitir puede ser voz, video o datos informáticos en formato de serie de bits. Cada intervalo de tiempo puede tener una longitud de 1 byte o puede ser parte de varios bytes.
TDD alterna los datos de la estación de transmisión y recepción a lo largo del tiempo. Los intervalos de tiempo pueden tener una duración variable. Debido a la naturaleza de los datos de alta velocidad, las partes que se comunican no pueden significar que las transmisiones sean intermitentes. Las transmisiones que aparecen como simultáneas en realidad compiten entre sí. Convertido digitalmente en voz analógica, nadie puede decir que no sea un dúplex completo.
En algunos sistemas TDD, los intervalos de tiempo alternativos tienen la misma duración o tienen DL y UL; sin embargo, el sistema no necesita ser simétrico 50/50. El sistema puede ser asimétrico según sea necesario.
Por ejemplo, al acceder a Internet, la velocidad de descarga suele ser mayor que la velocidad de carga. La mayoría de los equipos funcionan en modo asíncrono donde la velocidad de descarga es mayor que la velocidad de carga. Cuando la velocidad de descarga es mayor que la velocidad de carga, se necesitan menos intervalos de tiempo para la carga. Algunos formatos TDD ofrecen asignación dinámica de ancho de banda cuando el número de intervalos de tiempo o duraciones se cambia sobre la marcha según sea necesario.
La ventaja real de TDD es que es solo un canal del espectro de frecuencia y no requiere guardias de banda o separaciones de canales, ya que los intervalos se llevan a cabo utilizando intervalos de tiempo. La desventaja es que la implementación exitosa de TDD requiere un sistema de cronometraje. La sincronización precisa tanto para el transmisor como para el receptor es necesaria para garantizar que los intervalos de tiempo no se superpongan o interfieran con otros.
El tiempo a menudo se sincroniza con el derivado específico de los estándares del reloj atómico GPS. El tiempo de guardia también es necesario entre intervalos de tiempo para evitar duplicaciones. Este tiempo es generalmente igual al tiempo de procesamiento de transmisión-recepción (tiempo de conmutación de transmisión-recepción) y los retrasos de transmisión (latencia) en el canal de comunicaciones.
Dúplex de división de frecuencia
En Dúplex por división de frecuencia (FDD), la frecuencia del enlace directo no es la misma que la frecuencia del enlace inverso. En cada enlace, las señales se transmiten continuamente en paralelo.
Ejemplo de sistema FDD
FDD requiere dos segmentos simétricos de espectro para los canales de enlace ascendente y descendente.
En un teléfono celular con transmisor y receptor, que operan simultáneamente en una proximidad tan cercana, el receptor tiene que filtrar la mayor cantidad posible de señal del transmisor. Más separación del espectro, los filtros más efectivos.
FDD utiliza una gran cantidad de espectro de frecuencias, generalmente el doble del espectro TDD requerido. Además, debe haber una separación de espectro adecuada entre la transmisión y la recepción de los canales. Estas bandas siguen diciendo: no se puede usar, son innecesarias. Dada la escasez y el costo del espectro, son desventajas reales.
Uso de FDD
FDD se usa ampliamente en diferentes sistemas de telefonía celular. En algunos sistemas, la banda 869-894 MHz se usa como espectro de enlace descendente (DL) desde la torre del sitio celular hasta el dispositivo. Y la banda 824-849 MHz se utiliza como espectro de enlace ascendente (UL) del teléfono en el sitio celular.
FDD también funciona en un cable donde los canales de transmisión y recepción reciben diferentes partes del espectro del cable, como en los sistemas de televisión por cable. Y los filtros se utilizan para mantener los canales separados.
Desventaja de FDD
El inconveniente de FDD es que no permite técnicas especiales como múltiples antenas, múltiples entradas y salidas (MIMO) y formación de haces. Estas tecnologías son un elemento esencial de las nuevas estrategias de telefonía celular 4G Long Term Evolution (LTE) para aumentar la tasa de datos. Es difícil hacer un ancho de banda lo suficientemente amplio para cubrir ambos conjuntos de espectro de antena. Se requiere un ajuste dinámico complejo del circuito.
Métodos de acceso múltiple
El canal de radio es un medio de comunicación compartido por varios usuarios en un área geográfica. Las estaciones móviles compiten entre sí por el recurso de frecuencia para transmitir su flujo de información. Sin otras medidas para controlar el acceso concurrente de varios usuarios, pueden ocurrir colisiones. Dado que las colisiones son indeseables para la comunicación orientada a la conexión, como los teléfonos móviles, las estaciones de abonados personales / móviles deben tener asignados los canales dedicados a petición.
La comunicación móvil, compartiendo recursos inalámbricos con todos los usuarios, debe comunicarse para identificar al usuario. Mientras se identifica al usuario, se denomina "acceso múltiple" (Acceso múltiple) que está recibiendo una onda de radio de varias estaciones transmisoras en una estación receptora (como se muestra en la siguiente imagen).