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Schémas d'accès multiples pour les systèmes cellulaires

Schémas d'accès multiples pour les systèmes cellulaires

Dans tout système cellulaire ou technologie cellulaire, il est nécessaire d'avoir un schéma permettant à plusieurs utilisateurs multiples d'y accéder et de l'utiliser simultanément. Au fur et à mesure que la technologie cellulaire a progressé, différents schémas d'accès multiples ont été utilisés. Ils forment le cœur même du fonctionnement de la technologie radio du système cellulaire.

Il existe quatre principaux schémas d'accès multiples qui sont utilisés dans les systèmes cellulaires, allant des toutes premières technologies cellulaires analogiques aux technologies cellulaires en cours de développement pour une utilisation future. Les schémas d'accès multiples sont connus sous le nom de FDMA, TDMA, CDMA et OFDMA.

Conditions requises pour un schéma d'accès multiple

Dans tout système cellulaire, il est nécessaire qu'il puisse avoir un schéma par lequel il peut gérer plusieurs utilisateurs à un moment donné. Il existe de nombreuses façons de le faire, et à mesure que la technologie cellulaire a progressé, différentes techniques ont été utilisées.

Il existe un certain nombre d'exigences que tout système d'accès multiple doit pouvoir satisfaire:

  • Capacité à gérer plusieurs utilisateurs sans interférence mutuelle.
  • Capacité à maximiser l'efficacité du spectre
  • Doit être robuste, permettant un transfert facile entre les cellules.

FDMA - Accès multiple par répartition en fréquence

FDMA est le plus simple des schémas d'accès multiples qui ont été utilisés. Lorsqu'un abonné entre dans le système ou passe d'une cellule à l'autre, le réseau attribue un canal ou une fréquence à chacune. De cette manière, les différents abonnés se voient attribuer un créneau et un accès au réseau différents. Comme différentes fréquences sont utilisées, le système est naturellement appelé accès multiple par répartition en fréquence. Ce schéma a été utilisé par tous les systèmes analogiques.


TDMA - Accès multiple par répartition dans le temps

Le deuxième système a vu le jour avec la transition vers des schémas numériques pour la technologie cellulaire. Ici, les données numériques peuvent être fractionnées dans le temps et envoyées sous forme de rafales si nécessaire. Comme la parole était numérisée, elle pouvait être envoyée en courtes rafales de données, tout petit retard causé par l'envoi des données en rafales serait court et ne serait pas remarqué. De cette manière, il est devenu possible d'organiser le système de manière à ce qu'un nombre donné de créneaux horaires soit disponible sur une transmission donnée. Chaque abonné se verrait alors attribuer un intervalle de temps différent dans lequel il pourrait transmettre ou recevoir des données. Comme différents intervalles de temps sont utilisés pour chaque abonné pour accéder au système, on parle d'accès multiple par répartition dans le temps. Évidemment, cela ne permet qu'à un certain nombre d'utilisateurs d'accéder au système. Au-delà de cela, un autre canal peut être utilisé, de sorte que les systèmes qui utilisent TDMA peuvent également avoir des éléments de fonctionnement FDMA.

CDMA - Accès multiple par division de code

CDMA utilise l'un des aspects associés à l'utilisation du spectre étalé à séquence directe. Il ressort de l'article dans la zone des télécommunications cellulaires de ce site que lors de l'extraction des données requises d'un signal DSSS, il était nécessaire d'avoir le bon étalement ou le bon code de puce, et toutes les autres données provenant de sources utilisant différents codes de puce orthogonaux rejeté. Il est donc possible d'attribuer différents codes à différents utilisateurs et de les utiliser comme moyen par lequel différents utilisateurs ont accès au système.

Le schéma a été comparé à être dans une salle remplie de gens parlant tous des langues différentes. Même si le niveau de bruit est très élevé, il est toujours possible de comprendre quelqu'un qui parle dans sa propre langue. Avec CDMA, différents codes d'étalement ou de puce sont utilisés. Lors de la génération d'un spectre étalé à séquence directe, les données à transmettre sont multipliées par l'étalement ou le code de puce. Cela élargit le spectre du signal, mais cela ne peut être décidé dans le récepteur que s'il est à nouveau multiplié avec le même code d'étalement. Tous les signaux qui utilisent des codes d'étalement différents ne sont pas vus et sont rejetés dans le processus. Ainsi, en présence d'une variété de signaux, il est possible de ne recevoir que celui requis.

De cette manière, la station de base attribue différents codes à différents utilisateurs et lorsqu'elle reçoit le signal, elle utilise un code pour recevoir le signal d'un mobile et un autre code d'étalement pour recevoir le signal d'un second mobile. De cette manière, le même canal de fréquence peut être utilisé pour desservir un certain nombre de mobiles différents.

OFDMA - Accès multiple par répartition orthogonale de la fréquence

L'OFDMA est la forme de schéma d'accès multiple qui est envisagée pour les technologies cellulaires de quatrième génération avec les évolutions des systèmes cellulaires de troisième génération (LTE pour UMTS / W-CDMA et UMB pour CDMA2000).

Comme son nom l'indique, l'OFDMA est basé sur l'OFDM. Il s'agit d'une technologie qui utilise un grand nombre de porteurs rapprochés.

Remarque sur l'OFDM:

Orthogonal Frequency Division Multiplex, OFDM est une forme de format de signal qui utilise un grand nombre de porteuses rapprochées qui sont chacune modulées avec un flux de données à faible débit. On s'attend normalement à ce que les signaux rapprochés interfèrent les uns avec les autres, mais en rendant les signaux orthogonaux les uns par rapport aux autres, il n'y a pas d'interférence mutuelle. Les données à transmettre sont partagées entre toutes les porteuses, ce qui offre une résilience contre les évanouissements sélectifs dus aux effets multi-trajets.

En savoir plus sur OFDM, Multiplexage par répartition orthogonale de la fréquence.

Pour utiliser l'OFDM comme schéma d'accès multiple pour la technologie cellulaire, deux méthodes différentes sont utilisées, une pour la liaison montante et une pour la liaison descendante. Dans la liaison descendante, le mobile reçoit l'intégralité du signal émis par la station de base et extrait les données destinées au mobile particulier. Dans la liaison montante, une ou plusieurs porteuses sont attribuées à chaque combiné en fonction des données à transmettre, etc. De cette manière, le réseau cellulaire est capable de contrôler la manière dont les données doivent être envoyées et reçues.

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Voir la vidéo: FDMA. Mobile Computing. Lec-27. Bhanu priya (Novembre 2020).