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Esquemas de acesso múltiplo para sistemas celulares

Esquemas de acesso múltiplo para sistemas celulares


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Em qualquer sistema celular ou tecnologia celular, é necessário ter um esquema que permita a vários usuários múltiplos obter acesso a ele e usá-lo simultaneamente. Conforme a tecnologia celular progrediu, diferentes esquemas de acesso múltiplo foram usados. Eles constituem o próprio cerne da maneira como a tecnologia de rádio do sistema celular funciona.

Existem quatro esquemas principais de acesso múltiplo que são usados ​​em sistemas celulares, desde as primeiras tecnologias celulares analógicas às tecnologias celulares que estão sendo desenvolvidas para uso no futuro. Os esquemas de acesso múltiplo são conhecidos como FDMA, TDMA, CDMA e OFDMA.

Requisitos para um esquema de acesso múltiplo

Em qualquer sistema celular, é necessário que ele seja capaz de ter um esquema pelo qual possa lidar com vários usuários a qualquer momento. Há muitas maneiras de fazer isso e, à medida que a tecnologia celular avançou, diferentes técnicas foram usadas.

Há uma série de requisitos que qualquer esquema de acesso múltiplo deve ser capaz de atender:

  • Capacidade de lidar com vários usuários sem interferência mútua.
  • Capacidade de ser capaz de maximizar a eficiência do espectro
  • Deve ser robusto, permitindo facilidade de transferência entre as células.

FDMA - Acesso Múltiplo por Divisão de Frequência

O FDMA é o mais simples dos esquemas de acesso múltiplo que foram usados. Quando um assinante entra no sistema, ou troca de uma célula para a próxima, a rede aloca um canal ou frequência para cada uma. Desta forma, os diferentes assinantes recebem um slot diferente e acesso à rede. Como frequências diferentes são usadas, o sistema é naturalmente denominado Acesso Múltiplo por Divisão de Frequência. Este esquema foi usado por todos os sistemas analógicos.


TDMA - Acesso Múltiplo por Divisão de Tempo

O segundo sistema surgiu com a transição para esquemas digitais de tecnologia celular. Aqui, os dados digitais podem ser divididos no tempo e enviados como bursts quando necessário. Como a fala foi digitalizada, ela pode ser enviada em rajadas curtas de dados, qualquer pequeno atraso causado pelo envio dos dados em rajadas seria curto e não percebido. Desta forma, tornou-se possível organizar o sistema de forma que um determinado número de slots estivesse disponível em uma determinada transmissão. Cada assinante seria então alocado em um intervalo de tempo diferente no qual eles poderiam transmitir ou receber dados. Como diferentes intervalos de tempo são usados ​​para cada assinante para obter acesso ao sistema, isso é conhecido como acesso múltiplo por divisão de tempo. Obviamente, isso só permite o acesso de um determinado número de usuários ao sistema. Além deste, outro canal pode ser usado, de modo que os sistemas que usam TDMA também podem ter elementos de operação FDMA.

CDMA - Acesso Múltiplo por Divisão de Código

O CDMA usa um dos aspectos associados ao uso de espectro de dispersão de sequência direta. Pode ser visto no artigo na área de telecomunicações celulares deste site que ao extrair os dados necessários de um sinal DSSS era necessário ter a difusão correta ou código de chip, e todos os outros dados de fontes usando códigos de chip ortogonais diferentes seriam rejeitado. Portanto, é possível atribuir códigos diferentes a usuários diferentes e usá-los como o meio pelo qual usuários diferentes têm acesso ao sistema.

O esquema foi comparado a estar em uma sala cheia de pessoas falando línguas diferentes. Mesmo com o nível de ruído muito alto, ainda é possível entender alguém falando em sua própria língua. Com CDMA, diferentes códigos de difusão ou de chip são usados. Ao gerar um espectro de propagação de sequência direta, os dados a serem transmitidos são multiplicados com a difusão ou código de chip. Isso amplia o espectro do sinal, mas só pode ser decidido no receptor se ele for novamente multiplicado com o mesmo código de espalhamento. Todos os sinais que usam códigos de espalhamento diferentes não são vistos e são descartados no processo. Assim, na presença de diversos sinais, é possível receber apenas o necessário.

Desta forma, a estação base atribui diferentes códigos a diferentes usuários e, quando recebe o sinal, usará um código para receber o sinal de uma unidade móvel e outro código de espalhamento para receber o sinal de uma segunda unidade móvel. Desta forma, o mesmo canal de frequência pode ser usado para servir a vários celulares diferentes.

OFDMA - Acesso Múltiplo por Divisão Ortogonal de Frequência

OFDMA é a forma de esquema de acesso múltiplo que está sendo considerada para as tecnologias celulares de quarta geração junto com as evoluções para os sistemas celulares de terceira geração (LTE para UMTS / W-CDMA e UMB para CDMA2000).

Como o nome indica, OFDMA é baseado em OFDM. Esta é uma tecnologia que utiliza um grande número de portadores espaçados próximos.

Nota sobre OFDM:

Ortogonal Frequency Division Multiplex, OFDM é uma forma de formato de sinal que usa um grande número de portadoras próximas que são moduladas com fluxo de dados de baixa taxa. Normalmente, espera-se que os sinais com espaçamento próximo interfiram uns com os outros, mas ao tornar os sinais ortogonais entre si, não há interferência mútua. Os dados a serem transmitidos são compartilhados por todas as portadoras e isso fornece resiliência contra o desvanecimento seletivo de efeitos de múltiplos caminhos.

Leia mais sobre OFDM, Multiplexação por Divisão Ortogonal de Freqüência.

Para utilizar OFDM como um esquema de acesso múltiplo para tecnologia celular, dois métodos diferentes são usados, um para o uplink e outro para o downlink. No downlink, a unidade móvel recebe todo o sinal transmitido pela estação base e extrai os dados destinados à unidade móvel em particular. No uplink, uma ou mais portadoras são alocadas para cada aparelho dependendo dos dados a serem transmitidos, etc. Desta forma, a rede celular é capaz de controlar como os dados devem ser enviados e recebidos.

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Comentários:

  1. Hayes

    É notável, a informação útil

  2. Elvis

    Sim, realmente obrigado

  3. Tabor

    Eu imprimo... na parede no lugar mais visível!!!



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