Giao tiếp không dây - Đa truy cập

Các sơ đồ đa truy cập được sử dụng để cho phép nhiều người dùng di động chia sẻ đồng thời một lượng hữu hạn phổ vô tuyến.

Kỹ thuật Đa truy cập

Trong hệ thống truyền thông không dây, người ta thường mong muốn cho phép thuê bao gửi thông tin đồng thời từ trạm di động đến trạm gốc trong khi nhận thông tin từ trạm gốc đến trạm di động.

Một hệ thống di động chia bất kỳ khu vực nhất định nào thành các ô mà một đơn vị di động trong mỗi ô giao tiếp với một trạm gốc. Mục tiêu chính trong thiết kế hệ thống di động là có thểincrease the capacity of the channel, tức là, xử lý càng nhiều cuộc gọi càng tốt trong một băng thông nhất định với mức chất lượng dịch vụ đủ.

Có một số cách khác nhau để cho phép truy cập vào kênh. Chúng chủ yếu bao gồm những điều sau:

Đa truy cập phân chia theo tần số (FDMA)
Đa truy cập phân chia theo thời gian (TDMA)
Đa truy cập phân chia mã (CDMA)
Đa truy cập phân chia không gian (SDMA)

Tùy thuộc vào cách phân bổ băng thông khả dụng cho người dùng, các kỹ thuật này có thể được phân loại là narrowband và wideband các hệ thống.

Hệ thống băng hẹp

Hệ thống hoạt động với các kênh hẹp hơn đáng kể so với băng thông kết hợp được gọi là hệ thống băng tần hẹp. TDMA băng tần hẹp cho phép người dùng sử dụng cùng một kênh nhưng phân bổ một khoảng thời gian duy nhất cho mỗi người dùng trên kênh, do đó phân tách một số lượng nhỏ người dùng về thời gian trên một kênh duy nhất.

Hệ thống băng rộng

Trong các hệ thống băng rộng, băng thông truyền của một kênh đơn lẻ lớn hơn nhiều so với băng thông kết hợp của kênh. Do đó, sự mờ dần đa đường không ảnh hưởng lớn đến tín hiệu nhận được trong một kênh băng rộng, và sự mờ dần chọn lọc tần số chỉ xảy ra trong một phần nhỏ của băng thông tín hiệu.

Đa truy cập phân chia theo tần số (FDMA)

FDMA là công nghệ cơ bản cho các dịch vụ điện thoại di động tiên tiến. Các tính năng của FDMA như sau.

FDMA phân bổ một dải tần phụ khác nhau cho mỗi người dùng khác nhau để truy cập mạng.
Nếu FDMA không được sử dụng, kênh sẽ không hoạt động thay vì phân bổ cho người dùng khác.
FDMA được thực hiện trong các hệ thống băng hẹp và nó ít phức tạp hơn TDMA.
Lọc chặt được thực hiện ở đây để giảm nhiễu kênh lân cận.
Trạm gốc BS và trạm di động MS, truyền và nhận đồng thời và liên tục trong FDMA.

Đa truy cập phân chia theo thời gian (TDMA)

Trong trường hợp không yêu cầu truyền liên tục, TDMA được sử dụng thay vì FDMA. Các tính năng của TDMA bao gồm những điều sau đây.

TDMA chia sẻ một tần số sóng mang duy nhất với một số người dùng trong đó mỗi người dùng sử dụng các khe thời gian không chồng chéo.
Việc truyền dữ liệu trong TDMA không liên tục mà xảy ra theo từng đợt. Do đó quá trình handsoff đơn giản hơn.
TDMA sử dụng các khe thời gian khác nhau để truyền và nhận do đó không cần bộ song công.
TDMA có một ưu điểm là có thể phân bổ số lượng khe thời gian khác nhau trên mỗi khung hình cho những người dùng khác nhau.
Băng thông có thể được cung cấp theo yêu cầu cho những người dùng khác nhau bằng cách nối hoặc gán lại khe thời gian dựa trên mức độ ưu tiên.

Đa truy cập phân chia theo mã (CDMA)

Kỹ thuật đa truy cập phân chia theo mã là một ví dụ về đa truy cập trong đó một số máy phát sử dụng một kênh duy nhất để gửi thông tin đồng thời. Các tính năng của nó như sau.

Trong CDMA, mọi người dùng sử dụng toàn bộ phổ có sẵn thay vì được phân bổ theo tần số riêng biệt.
CDMA được khuyến nghị nhiều cho truyền thông thoại và dữ liệu.
Trong khi nhiều mã chiếm cùng một kênh trong CDMA, những người dùng có cùng mã có thể giao tiếp với nhau.
CDMA cung cấp nhiều dung lượng không gian hơn TDMA.
Việc chuyển giao giữa các trạm gốc được CDMA xử lý rất tốt.

Đa truy cập phân chia theo không gian (SDMA)

Đa truy cập phân chia theo không gian hoặc đa truy cập phân chia theo không gian là một kỹ thuật là kiến trúc MIMO (đa đầu vào đa đầu ra) và được sử dụng chủ yếu trong truyền thông không dây và vệ tinh. Nó có các tính năng sau.

Tất cả người dùng có thể giao tiếp cùng một lúc bằng cùng một kênh.
SDMA hoàn toàn không bị nhiễu.
Một vệ tinh duy nhất có thể liên lạc với nhiều máy thu vệ tinh có cùng tần số.
Các ăng ten chùm tia định hướng được sử dụng và do đó trạm gốc trong SDMA có thể theo dõi người dùng đang di chuyển.
Kiểm soát năng lượng bức xạ cho từng người dùng trong không gian.

Đa truy cập Spread Spectrum

Đa truy nhập trải phổ (SSMA) sử dụng các tín hiệu có băng thông truyền dẫn có cường độ lớn hơn băng thông RF yêu cầu tối thiểu.

Có hai loại kỹ thuật đa truy nhập trải phổ chính:

Trải phổ nhảy tần (FHSS)
Trải phổ chuỗi trực tiếp (DSSS)

Phổ trải rộng nhảy tần (FHSS)

Đây là một hệ thống đa truy nhập kỹ thuật số trong đó tần số sóng mang của từng người dùng thay đổi theo kiểu giả ngẫu nhiên trong một kênh băng rộng. Dữ liệu kỹ thuật số được chia thành các cụm có kích thước đồng nhất, sau đó được truyền trên các tần số sóng mang khác nhau.

Phổ trải rộng trình tự trực tiếp (DSSS)

Đây là công nghệ được sử dụng phổ biến nhất cho CDMA. Trong DS-SS, tín hiệu tin nhắn được nhân với Mã nhiễu ngẫu nhiên giả. Mỗi người dùng được cung cấp từ mã riêng của mình trực giao với mã của những người dùng khác và để phát hiện người dùng, người nhận phải biết từ mã được người phát sử dụng.

Các trình tự tổ hợp được gọi là hybrid cũng được sử dụng như một loại trải phổ khác. Time hopping cũng là một loại khác mà ít được đề cập đến.

Vì nhiều người dùng có thể chia sẻ cùng một băng thông trải phổ mà không can thiệp vào nhau, các hệ thống trải phổ trở nên bandwidth efficient trong môi trường nhiều người dùng.