TDMA-Time Division Multiple Access

TDMA

TDMA (TDMA), JE ZPŮSOB PŘÍSTUPU KANÁL PRO SDÍLENÉ STŘEDNÍ SÍTĚ. TO UMOŽŇUJE VÍCE UŽIVATELŮM SDÍLET STEJNÝ FREKVENČNÍ KANÁL VYDĚLENÍM SIGNÁLU DO RŮZNÝCH ČASOVÝCH ÚSEKŮ. UŽIVATELÉ PŘEDÁ V RYCHLÉM SLEDU ZA SEBOU, Z NICHŽ KAŽDÁ VYUŽÍVÁ VLASTNÍ ČASOVÝ ÚSEK. TO UMOŽŇUJE VÍCE STANIC SDÍLET STEJNÉ PŘENOSOVÉ MÉDIUM (NAPŘ RÁDIOVÝ FREKVENČNÍ KANÁL) PŘI POUŽITÍ POUZE ČÁST SVÉ KAPACITY KANÁLU . TDMA JE POUŽÍVÁN V DIGITÁLNÍM 2G MOBILNÍM SYSTÉMY , JAKO JE GLOBAL SYSTEM FOR MOBILE COMMUNICATIONS (GSM), IS-136 , PERSONAL DIGITAL CELLULAR (PDC) A IDEN AV DIGITAL ENHANCED CORDLESS TELECOMMUNICATIONS (DECT) STANDARD PRO PŘENOSNÉ TELEFONY . TO JE TAKÉ POUŽÍVÁNO ZNAČNĚ V DRUŽICOVÝCH SYSTÉMŮ, BOJOVÝCH-NET RÁDIOVÝCH SYSTÉMŮ A PON SÍTÍ PRO ODESÍLÁNÍ PROVOZ Z PROSTOR NA PROVOZOVATELE. PRO POUŽITÍ DYNAMIC TDMA REŽIMU PAKET KOMUNIKACE, VIZ NÍŽE.

TDMA RÁMOVÁ KONSTRUKCE UKAZUJÍCÍ DATOVÝ PROUD ROZDĚLEN DO RÁMCŮ A TYTO RÁMY ROZDĚLEN DO ČASOVÝCH ÚSEKŮ.

TDMA JE DRUH ČASOVÝ MULTIPLEX , SE SPECIÁLNÍM MÍRY, ŽE MÍSTO TOHO, ABY JEDEN VYSÍLAČ PŘIPOJENÝ K JEDNOMU PŘIJÍMAČI , EXISTUJE VÍCE VYSÍLAČŮ. V PŘÍPADĚ UPLINK Z MOBILNÍHO TELEFONU DO ZÁKLADNOVÉ STANICE TOTO JE OBZVLÁŠTĚ OBTÍŽNÉ, PROTOŽE MOBILNÍ TELEFON MŮŽE POHYBOVAT A MĚNIT ČASOVÁNÍ ZÁLOHU POTŘEBNÉ, ABY SE JEHO PŘENOS ODPOVÍDALA MEZERU V PŘENOSU OD SVÝCH VRSTEVNÍKŮ.

TDMA CHARAKTERISTIKY

• AKCIE JEDNOFREKVENČNÍ NOSIČ S VÍCE UŽIVATELI
• NESPOJITÉ PŘEVODOVKA UMOŽŇUJE PŘEDÁNÍ JEDNODUŠŠÍ
• SLOTY MOHOU BÝT PŘIŘAZENY NA VYŽÁDÁNÍ V DYNAMICKÉM TDMA
• MÉNĚ PŘÍSNÉ REGULACE VÝKONU NEŽ CDMA V DŮSLEDKU SNÍŽENÉ RUŠENÍ UVNITŘ BUŇKY
• VYŠŠÍ SYNCHRONIZACE REŽIE NEŽ CDMA
• ADVANCED VYROVNÁNÍ MOHOU BÝT NEZBYTNÉ PRO VYSOKOU RYCHLOST PŘENOSU DAT, POKUD JE KANÁL "FREKVENČNĚ SELEKTIVNÍ" A VYTVÁŘÍ INTERSYMBOLOVÉ INTERFERENCE
• CELL DÝCHÁNÍ (VÝPŮJČNÍ PROSTŘEDKY ZE SOUSEDNÍCH BUNĚK) JE SLOŽITĚJŠÍ NEŽ V CDMA
• SLOŽITOST ALOKACE / SLOT FREKVENCE
• PULZUJÍCÍ ENERGIE OBÁLKU: INTERFERENCE S JINÝMI ZAŘÍZENÍMI

TDMA V TELEFONNÍCH SYSTÉMŮ MOBILNÍCH

2G SYSTÉMY

VĚTŠINA BUŇKOVÉ SYSTÉMY 2G, S VÝRAZNOU VÝJIMKOU IS-95 , JSOU ZALOŽENY NA TDMA. GSM , D-AMPS , PDC , IDEN A PHS JSOU PŘÍKLADY TDMA BUNĚČNÝCH SYSTÉMŮ. GSM TDMA KOMBINUJE S FREQUENCY HOPPING A ŠIROKOPÁSMOVÝ PŘENOS, ABY SE MINIMALIZOVALO BĚŽNÝCH TYPŮ RUŠENÍ.

V GSM SYSTÉMU, SYNCHRONIZACE MOBILNÍCH TELEFONŮ JE DOSAŽENO TÍM, ŽE POŠLE NAČASOVÁNÍ PŘEDEM PŘÍKAZY ZE ZÁKLADNOVÉ STANICE, KTERÁ INSTRUUJE MOBILNÍ TELEFON VYSÍLAT DŘÍVE A DO JAKÉ MÍRY. TENTO KOMPENZUJE ZPOŽDĚNÍ ŠÍŘENÍ VYPLÝVAJÍCÍ Z LEHKÉHO RYCHLOSTI OTÁČEK RÁDIOVÝCH VLN. JE MOBILNÍ TELEFON NENÍ POVOLENO VYSÍLAT PO CELOU DOBU JEHO ČASOVÉHO ÚSEKU, ALE TAM JE OCHRANNÝ INTERVAL NA KONCI KAŽDÉHO ČASOVÉHO SLOTU. VZHLEDEM K TOMU, PŘENOS PŘESUNE DO KARENČNÍ DOBY, MOBILNÍ SÍŤ UPRAVUJE ČASOVÁNÍ ZÁLOHU PRO SYNCHRONIZACI PŘENOSU.

POČÁTEČNÍ SYNCHRONIZACE TELEFONU VYŽADUJE JEŠTĚ VĚTŠÍ PÉČI. PŘED NĚKOLIKA MOBILNÍCH PŘENÁŠÍ NEEXISTUJE ŽÁDNÝ ZPŮSOB, JAK SKUTEČNĚ VĚDĚT, ODSAZENÍ POTŘEBY. Z TOHOTO DŮVODU JE CELÝ ČASOVÝ ÚSEK MUSÍ BÝT VĚNOVÁNA MOBILNÍCH TELEFONŮ SE SNAŽÍ OBRÁTIT NA SÍŤ; TOTO JE ZNÁMÉ JAKO RANDOM-ACCESS KANÁL (RACH) V GSM. MOBILNÍ POKUSY O VYSÍLÁNÍ NA ZAČÁTKU ČASOVÉ MEZERY, JAK PŘIJATÉ OD SÍTĚ. JE-LI MOBILNÍ NACHÁZÍ V TĚSNÉ BLÍZKOSTI ZÁKLADNOVÉ STANICE, NEDOJDE K ŽÁDNÉ ČASOVÉ ZPOŽDĚNÍ, A TO PODAŘÍ. POKUD JE VŠAK MOBILNÍ TELEFON JE JEN O NĚCO MÉNĚ NEŽ 35 KM OD ZÁKLADNOVÉ STANICE, BUDE ČASOVÁ PRODLEVA ZNAMENAT VYSÍLÁNÍ PRO MOBILNÍ ZAŘÍZENÍ V DORAZÍ NA SAMÉM KONCI ČASOVÉHO ÚSEKU. V TAKOVÉM PŘÍPADĚ BUDE MOBILNÍ BÝT POUČENI VYSÍLAT SVÉ ZPRÁVY ZAČÍNÁ TÉMĚŘ CELÝ ČASOVÝ INTERVAL DŘÍVE, NEŽ BY SE DALO OČEKÁVAT JINAK. A KONEČNĚ, JE-LI MOBILNÍ JE MIMO ROZSAH 35 KM BUNĚK V GSM, PAK JE RACH DORAZÍ V SOUSEDNÍ ČASOVÉM SLOTU A BÝT IGNOROVÁNY. JE TO PRÁVĚ TATO FUNKCE, A NIKOLI OMEZENÍ SÍLY, KTERÉ OMEZUJE ROZSAH GSM BUŇKY DO 35 KM JSOU-LI POUŽITY ŽÁDNÉ SPECIÁLNÍ ROZŠÍŘENÍ TECHNIKY. ZMĚNOU SYNCHRONIZACI MEZI UPLINK A DOWNLINKU V ZÁKLADNOVÉ STANICI, NICMÉNĚ, TOTO OMEZENÍ LZE PŘEKONAT.

3G SYSTÉMY

AČKOLI VĚTŠINA HLAVNÍCH SYSTÉMŮ 3G JSOU ZALOŽENY PŘEDEVŠÍM NA CDMA TIME DIVISION DUPLEX (TDD), ROZVRHOVÁNÍ PAKETŮ (DYNAMICKÁ TDMA) A PAKETŮ ORIENTOVANÉ VÍCE REŽIMŮ PŘÍSTUPU JSOU K DISPOZICI V 3G PODOBĚ, V KOMBINACI S CDMA VYUŽÍT VÝHOD OBĚ TECHNOLOGIE.

PŘIČEMŽ NEJPOPULÁRNĚJŠÍ FORMA UMTS SYSTÉMU 3G POUŽÍVÁ CDMA A KMITOČTOVÝM DĚLENÍM OBOUSTRANNÉHO TISKU (FDD) NAMÍSTO TDMA, TDMA JE V KOMBINACI S CDMA A TIME DIVISION OBOUSTRANNÉHO TISKU VE DVOU STANDARDNÍCH UTRA UMTS

TDMA V KABELOVÝCH SÍTÍCH

ITU-T G.HN STANDARD, KTERÝ POSKYTUJE VYSOKORYCHLOSTNÍ MÍSTNÍ OBLAST SÍTĚ PŘES STÁVAJÍCÍ DOMÁCÍ ELEKTROINSTALACE (ELEKTRICKÉHO VEDENÍ, TELEFONNÍ LINKY A KOAXIÁLNÍCH KABELŮ) JE ZALOŽEN NA SYSTÉMU TDMA. V G.HN SE "MASTER" ZAŘÍZENÍ PŘIDĚLUJE "SOUPEŘENÍM BEZ TRANSMISSION OPPORTUNITIES" (CFTXOP) K JINÝM ZAŘÍZENÍM "SLAVE" V SÍTI. POUZE JEDNO ZAŘÍZENÍ LZE POUŽÍT CFTXOP NAJEDNOU, ČÍMŽ SE ZABRÁNÍ KOLIZÍM. FLEXRAY PROTOKOL, KTERÝ JE TAKÉ KABELOVÁ SÍŤ POUŽÍVÁ PRO BEZPEČNOSTNĚ KRITICKÉ KOMUNIKACE V MODERNÍCH AUTOMOBILŮ, POUŽÍVÁ METODU TDMA PRO ŘÍZENÍ PŘENOSU DAT.

SROVNÁNÍ S JINÝMI REŽIMY S VÍCENÁSOBNÝM PŘÍSTUPEM

V RÁDIOVÝMI SYSTÉMY, TDMA JE OBVYKLE POUŽÍVÁN SPOLEČNĚ S FDMA (FDMA) A FREQUENCY DIVISION DUPLEX (FDD); KOMBINACE SE OZNAČUJE JAKO FDMA / TDMA / FDD. TO JE PŘÍPAD JAK V GSM A IS-136 PRO PŘÍKLAD. VÝJIMKY Z TOHOTO ZAHRNUJÍ DECT A PHS MIKRO-BUNĚČNÉ SYSTÉMY, UMTS-TDD VARIANTU UMTS A ČÍNY TD-SCDMA , KTERÉ POUŽÍVAJÍ TIME DIVISION OBOUSTRANNÉHO TISKU , KDE JSOU RŮZNÉ ČASOVÉ SLOTY PŘIDĚLENÉ PRO ZÁKLADNOVOU STANICÍ A MOBILNÍ TELEFONY NA STEJNÉ FREKVENCI.

HLAVNÍ VÝHODOU JE TO, ŽE TDMA RÁDIOVÉ ČÁSTI MOBILNÍ STANICE POTŘEBUJE POUZE NASLOUCHAT A VYSÍLÁNÍ PRO VLASTNÍ ČASOVÝ ÚSEK. PO ZBYTEK DOBY, MOBILNÍ MŮŽE PROVÁDĚT MĚŘENÍ NA SÍTI, DETEKCI OKOLNÍCH VYSÍLAČŮ NA RŮZNÝCH FREKVENCÍCH. TO UMOŽŇUJE BEZPEČNÉ MIMO FREKVENČNÍ PŘEDÁVKY , NĚCO, CO JE OBTÍŽNÉ V SYSTÉMECH CDMA, KTERÁ NENÍ PODPOROVÁNA VŮBEC IS-95 A PODPOROVANÉ PROSTŘEDNICTVÍM KOMPLEXNÍCH SYSTÉMŮ PŘÍRŮSTKY UNIVERSAL MOBILE TELECOMMUNICATIONS SYSTEM (UMTS). TO ZASE UMOŽŇUJE KOEXISTENCI MICROCELL VRSTEV S MAKROBUŇCE VRSTEV.

CDMA, PŘI SROVNÁNÍ, PODPORUJE "MĚKKOU RUKA-OFF", KTERÁ UMOŽŇUJE MOBILNÍ TELEFON, ABY SE V KOMUNIKACI S AŽ 6 ZÁKLADNOVÝCH STANIC SOUČASNĚ, TYP "STEJNÉHO FREKVENČNÍHO PŘEDÁNÍ". PŘÍCHOZÍ PAKETY JSOU POROVNÁNY NA KVALITU A NEJLEPŠÍ Z NICH JE VYBRÁNA. CDMA JE "CELL DÝCHÁNÍ" CHARAKTERISTIKA, KDE TERMINÁL NA ROZHRANÍ DVOU PŘEPLNĚNÝCH BUNĚK, BUDE SCHOPEN PŘIJÍMAT JASNÝ SIGNÁL, MŮŽE BÝT ČASTO NEGOVAT TUTO VÝHODU VE ŠPIČKÁCH.

NEVÝHODOU TDMA SYSTÉMŮ JE, ŽE VYTVÁŘÍ INTERFERENCI S FREKVENCÍ, KTERÝ JE PŘÍMO PŘIPOJEN K DÉLCE ČASOVÉHO ÚSEKU. TO JE BUZZ, KTERÁ MŮŽE BÝT NĚKDY SLYŠET, POKUD JE TDMA TELEFON VLEVO VEDLE RÁDIA NEBO REPRODUKTORŮ. DALŠÍ NEVÝHODOU JE TO, ŽE "MRTVÝ ČAS" MEZI ČASOVÝCH ÚSEKŮ OMEZUJE POTENCIÁLNÍ ŠÍŘKU PÁSMA TDMA KANÁLU. TY JSOU PROVÁDĚNY ČÁSTEČNĚ VZHLEDEM K OBTÍŽÍM PŘI ZAJIŠŤOVÁNÍ, ŽE RŮZNÉ TERMINÁLY VYSÍLAT PŘESNĚ V DOBÁCH POTŘEBNÝCH. MOBILNÍCH TELEFONŮ, KTERÉ SE POHYBUJÍ BUDOU MUSET NEUSTÁLE PŘIZPŮSOBOVAT SVÉ ČASOVÁNÍ, ABY ZAJISTILY JEJICH PŘENOS JE PŘIJAT PŘESNĚ V PRAVÝ ČAS, PROTOŽE, JAK SE POHYBUJÍ DÁLE OD ZÁKLADNOVÉ STANICE, JEJICH SIGNÁL BUDE TRVAT DÉLE, ABY SE DOSPĚLO. TO TAKÉ ZNAMENÁ, ŽE HLAVNÍ TDMA SYSTÉMY MAJÍ PEVNÉ LIMITY NA VELIKOSTI BUNĚK, POKUD JDE O ROZSAH, AČKOLI V PRAXI ÚROVNÍ VÝKONU POTŘEBNÉM PRO PŘÍJEM A VYSÍLÁNÍ PŘES VZDÁLENOST VĚTŠÍ, NEŽ JE PODPOROVANÝ ROZSAH BY BYLO NEPRAKTICKÉ VĚTŠINOU TAK JAKO TAK.

DYNAMICKÁ TDMA

V DYNAMICKÉM TDMA , JE PLÁNOVACÍ ALGORITMUS DYNAMICKY REZERVUJE PROMĚNNÝ POČET ČASOVÝCH ÚSEKŮ V KAŽDÉM RÁMCI NA VARIABILNÍCH DATOVÝCH TOKŮ BITOVÉ RYCHLOSTI, NA ZÁKLADĚ POPTÁVKY PO DOPRAVĚ KAŽDÉHO DATOVÉHO TOKU. DYNAMICKÁ TDMA JE POUŽÍVÁN V

• HIPERLAN / 2 ŠIROKOPÁSMOVÉ RADIOVÉ PŘÍSTUPOVÉ SÍTĚ.
• IEEE 802.16A WIMAX
• BLUETOOTH
• VOJENSKÉ RÁDIA / TACTICAL DATA LINK
• TD-SCDMA
• ITU-T G.HN
• SIMULACE TDMA / DTMA ODKAZY