- Tính khơng õ àng về ph t ong khơi phục sóng m ng PSK
5.3. ĐA TRUY NHẬP PHÂN CHIA THEO THỜI GIAN (TDMA)
5.3.1. Ho t động ơ bản ủa h thống
guyên tắc cơ bản của gh p kênh theo thời gian là người sử dụng phải truy nh p tới modem hoạt động ở tốc độ lớn gấp nhiều lần tốc độ cần thiết để truyền d liệu, nghĩa là người sử dụng đó có thể truyền thơng tin của họ trong một khe thời gian nh hơn khoảng thời gian cần truyền thông điệp của chính họ. h ng người sử dụng khác có thể được cấp cho các khe thời gian tương tự trên c ng một kênh truyền. R ràng là nếu tốc độ d liệu trên kênh truyền là w bit s và mỗi người ch cần tốc độ b bit s thì hệ thống có thể hỗ trợ đồng thời w b người sử dụng.
Hình 5.5. Đa truy nh p phân chia theo thời gian
Trong nhiều hệ thống T M, mỗi người sử dụng được cấp cho một khe trong suốt cuộc gọi bất kể có cần thiết hay không. o v y nếu người sử dụng tạo ra lưu lượng thoại hoặc g bàn phím thì một khe thời gian sẽ được cấp thường xuyên bất kể người đó đang nói hay khơng hoặc phím được bấm hay khơng và như v y có thể lãng phí dung lượng kênh.
Để có thể sử dụng tối đa tài nguyên của kênh truyền trong trường hợp này, hiện nay người ta thường truyền dẫn trên cơ sở các gói đối với các tuyến d ng dây dẫn và người sử dụng không được cấp một khe thời gian cố định lặp lại mà chiếm dụng khe thời gian theo nhu cầu. ệ thống này cung
Hồng Quang Trung –Bộ mơn Cơng nghệ Truyền thông Page 97 cấp khe thời gian rất tốt và có thể đảm bảo cho các ng dụng thời gian thực như video, âm thanh, ó cũng phải trả giá khá lớn phần mào đầu trong báo hiệu.
5.3.2. H thống thông tin vố tu n TDMA
Tương tự như đối F MA, môi trường vô tuyến tạo ra nh ng khó khăn trong hoạt động của T MA. Mặt khác hiệu ng gần-xa làm tín hiệu phát đi từ người sử dụng ở xa cần thời gian lâu hơn để đến trạm gốc so với người sử dụng ở gần. Để thích ng với các trễ này cần phải có khoảng thời gian bảo vệ gi a các khe thời gian (tương tự như dải tần số bảo vệ trong F MA) vừa để tránh được trễ biến động gi a người sử dụng ở gần và ở xa đồng thời cho ph p lỗi định thời khi bắt đầu truyền các khe thời gian của
mỗi người sử dụng riêng biệt.
Hình 5.6. nh hưởng của hiệu ng gần-xa trong TDMA
iệu ng gần-xa cũng làm tăng sự dao động lên xuống của c ng một tín hiệu tại trạm thu gốc giống như với F MA nhưng trong trường hợp này không gây ra nhiễu kênh lân c n khi khơng có nh ng người sử dụng đồng thời. Tuy nhiên cần phải đáp ng chính xác với các m c cơng suất thay đổi từ các nguồn sử dụng trong các khe thời gian khác nhau và điều khiển công suất để làm giảm bớt vấn đề này.
5.3.3. Thí d về h thống TDMA
ệ thống tế bào số GSM là một thí dụ r ràng nhất của T MA dựa trên giao diện vô tuyến đã được thiết kế để khắc phục nh ng khó khăn của mơi trường vô tuyến.
Ch ng ta đã thấy rằng GSM kết hợp rất chặt chẽ với các từ chuẩn trong mỗi khung để cân bằng kênh, điều này là cần thiết để vấn đề trễ đa
Hồng Quang Trung –Bộ mơn Công nghệ Truyền thông Page 98 đường mà F MA cố gắng tránh. ệ thống cũng bao gồm kỹ thu t khe thời gian tiên tiến để các máy ở xa có thể đo được thời gian trễ thơng tin được truyền trên hướng thu từ trạm gốc tới máy di động và sau đó tự động đưa ra thời điểm bắt đầu phát thơng tin của chính nó để b thời gian trễ hướng phát. ỹ thu t này c ng với mỗi máy di động lấy tín hiệu định thời chuẩn cấp cao từ trạm gốc sẽ cho ph p cực tiểu khoảng thời gian bảo vệ gi a các khe T MA và cũng làm giảm bớt yêu cầu phần định thời chuẩn rất đắt tiền trong máy di động.
Cấu tr c khung GSM là 8 người sử dụng được cấp c ng một tần số truyền dẫn và do v y cần 8 khe thời gian trong mỗi khung để có thể lặp lại đều đặn trong các khung tiếp sau đó. Mỗi người sử dụng phải truyền thông tin ở tốc độ 70 kbit s trong băng thông cho ph p là 00 k (sử dụng điều chế GMS ) mặc d tốc độ d liệu của mỗi người sử dụng từ bộ mã hóa tiếng nói ch là 13 kbit s.
Hình 5.7. Cấu tr c khung và d liệu T MA GSM
Thông lượng của mỗi modem lớn hơn m c cần thiết cho d liệu của người sử dụng nên người ta dự tính có thể bản thiết kế này sẽ ph c tạp và đắt hơn rất nhiều thiết bị F MA tương đương. Tuy nhiên đây không phảo là một vấn đề nếu như có cải tiến thích hợp và xử lý trong l c “rỗi” của 7 khe thời gian còn lại cũng như tại khe thời gian đến.
5.3.4. Ưu, nhượ đi m ủa TDMA
Hoàng Quang Trung –Bộ môn Công nghệ Truyền thông Page 99
- Dễ dàng cung cấp cho người sử dụng tốc độ d liệu dịch vụ thay đổi bằng cách cấp cho họ nhiều khe thời gian. Thí dụ người sử dụng GSM có thể được cung cấp tất cả 8 khe thời gian trong một khung, cho ph p tổng tốc độ d liệu mã hóa của người sử dụng dạt tới 8 x 000 bit s = 7 800 bit s (giả sử rằng thiết bị của người sử dụng có đủ cơng suất xử lý đồng thời tất cả 8 khe thời gian). Với khả năng này cũng có thể cấp nhiều khe tần số trong hệ thống F MA tuy nhiên ta có thể thấy là nó có phần ph c tạp hơn.
- Ưu điểm th hai của T MA là tính đồng nhất trong trạm gốc về phần c ng phát đối với mọi người sử dụng khe thời gian. Ch cần một bộ khuếch đại công suất để hỗ trợ nhiều người sử dụng.
Nhược điểm củ TDMA:
- Một trong nh ng khó khăn trong hoạt động của T MA là việc thiết l p đồng bộ hệ thống để đảm bảo các khe thời gian đến và tạo khung đ ng, và để đối phó với sự biến động trễ đường truyền trong các hệ thống vô tuyến.
- T MA cũng yêu cầu thiết bị đầu cuối của mỗi người sử dụng phải hỗ trợ tốc độ d liệu lớn hơn nhiều tốc độ thông tin của người sử dụng. ghĩa là cần quá trình xử lý nhanh hơn trong điều chế và giải điều chế, băng thông rộng hơn trong phần thu phát và đặc biệt là tỷ số công suất đ nh của bộ khuếch đại công suất lớn hơn trong các ng dụng vô tuyến so với F MA.