Множественный доступ с временным разделением каналов (TDMA) — это детерминированный метод доступа к мультимедиа для совместно используемых сетей мультимедиа, который позволяет нескольким пользователям совместно использовать один и тот же частотный канал, разделяя связь на временные интервалы, называемые временными интервалами. Устройство каждого пользователя передает только в назначенные интервалы времени, что позволяет нескольким станциям совместно использовать одну и ту же среду передачи (например, радиочастотный канал), используя только часть пропускной способности канала. TDMA впервые была использована для связи с телекоммуникационным спутником Western Union Westar 3 в 1979 году. С тех пор она использовалась в системах спутниковой связи, военных радиостанциях и особенно в мобильных сетях, начиная с сетей 2G, таких как GSM., IS-136 , персональная цифровая сотовая связь (PDC) и iDEN . Еще одна область применения — это пассивные оптические сети , где он используется для передачи в направлении оператора (восходящий поток).
Структура TDMA, показывающая разделение потока данных на кадры и разделение кадров на временные интервалы.
TDMA — это тип мультиплексирования с временным разделением, при котором несколько передатчиков взаимодействуют с одним приемником. В мобильных сетях этот подход требует относительно сложного управления, поскольку мобильный телефон может перемещаться и изменять временной сдвиг, необходимый для передачи сигнала.
- Характеристики TDMA
- Одна несущая частота используется несколькими пользователями
- Прерывистая связь упрощает передачу обслуживания
- Прерывистая передача увеличивает время работы аккумулятора мобильного телефона
- Благодаря динамическому TDMA можно выделять слоты по запросу.
- Он не требует такого строгого регулирования мощности, как CDMA, из-за ограниченных межсотовых помех.
- Более высокие накладные расходы на синхронизацию, чем у CDMA
- Для высоких скоростей передачи данных может потребоваться расширенная коррекция, если канал является «частотно-избирательным» и создает межсимвольные помехи (ISI).
- Клеточное дыхание сложнее, чем в CDMA
- Более сложное распределение слотов и частот
- Пульсирующая огибающая мощности может вызывать помехи в работе других устройств.
Сравнение с другими системами с множественным доступом
В радиосистемах TDMA обычно используется с множественным доступом с частотным разделением каналов (FDMA) и дуплексом с частотным разделением каналов (FDD); эта комбинация называется FDMA / TDMA / FDD. Так работают сети GSM и IS-136. Микросотовые системы DECT и PHS, вариант UMTS, называемый UMTS-TDD, и китайский TD-SCDMA, которые используют дуплекс с временным разделением (TDD), в котором разные временные интервалы выделяются базовой станции и мобильному телефону на одной и той же частоте, работают по-разному. Основное преимущество этого подхода состоит в том, что радиочасть мобильного телефона TDMA передает и принимает только в своем собственном временном интервале. В остальное время мобильный телефон может выполнять сетевые измерения и обнаруживать окружающие передатчики на других частотах. Это обеспечивает безопасную передачу внутренних частот, что затруднительно в системах CDMA; в ИС-95не поддерживается вообще, а в Универсальной системе мобильной связи(UMTS) поддерживается через комплексные системные надстройки. Это позволяет слоям микросотов сосуществовать со слоями макроячеек. Для сравнения, CDMA поддерживает мягкую передачу обслуживания «soft-off», которая позволяет мобильному телефону взаимодействовать с 6 базовыми станциями одновременно. Сравнивается качество полученных пакетов и выбирается лучший. Однако это преимущество может быть потеряно в периоды пиковой нагрузки из-за явления, называемого «дыхание соты» CDMA, когда терминал на границе двух перегруженных сот не может принимать сигнал без помех. Недостатком систем TDMA является то, что они создают электромагнитные помехи на частоте, которая напрямую зависит от продолжительности временного интервала. Это шум, который иногда можно услышать, когда телефон TDMA находится рядом с радио или динамиками. Другой недостаток заключается в том, что «мертвое время» между временными интервалами ограничивает потенциальную пропускную способность канала TDMA. Частично они реализованы из-за сложности обеспечения передачи различными терминалами в точное время, указанное для передачи. Мобильные телефоны, которые движутся, должны постоянно корректировать свои временные характеристики, чтобы пакет, отправленный мобильным телефоном, прибыл на базовую станцию точно в нужное время. Если они удалятся от базовой станции, сигнал будет поступать дольше. Это также означает, что основные системы TDMA имеют фиксированные ограничения размера соты с точки зрения диапазона, хотя на практике уровни мощности, которые требуются для приема и передачи на расстоянии, превышающем поддерживаемый диапазон, обычно будут в равной степени непрактичными.