시분할 다중 액세스

Time-division multiple access
이 글은 채널액세스 방법에 관한 것입니다.TDMA를 사용하여 채널액세스를 제어하는 구식의 미국 및 캐나다의 휴대 전화 규격에 대해서는, 「디지털 AMPS」를 참조해 주세요.
데이터 스트림을 프레임으로 분할하고 해당 프레임을 타임슬롯으로 분할하는 TDMA 프레임 구조

Time-Division Multiple Access(TDMA; 시분할 다중 액세스)는 공유 미디어 네트워크의 채널액세스 방식입니다여러 사용자가 신호를 다른 시간 [1]슬롯으로 분할하여 동일한 주파수 채널을 공유할 수 있습니다.유저는, 각각 독자적인 타임 슬롯을 사용해 차례차례, 고속으로 송신합니다.이를 통해 여러 방송국이 채널 용량의 일부만 사용하면서 동일한 전송 매체(예: 무선 주파수 채널)를 공유할 수 있습니다.다이내믹 TDMA는 각 데이터 스트림의 트래픽 요구에 따라 각 프레임의 가변 시간 슬롯 수를 가변 비트레이트 데이터 스트림에 동적으로 예약하는 TDMA 바리안트입니다.

TDMA는 Global System for Mobile Communications(GSM), IS-136, Personal Digital Cellular(PDC), iDEN 등의 디지털 2G 셀룰러 시스템과 휴대 전화의 DECT(디지털 확장 무선 통신) 규격에서 사용됩니다.TDMA는 웨스턴 유니온에 의해 1979년 웨스타 3 통신 위성의 위성 통신 시스템에 처음 사용되었다.현재는 위성통신,[2][3][4][5] 전투망 무선시스템 및 Passive Optical Network(PON; 수동광학 네트워크) 네트워크에서 구내에서 오퍼레이터로의 업스트림트래픽에 광범위하게 사용되고 있습니다.

TDMA는 Time-Division Multiplexing(TDM; 시분할다중화)의 일종으로, 1개의 송신기를 1개의 수신기에 접속하는 것이 아니라 복수의 송신기가 있는 것이 특징입니다.휴대 전화에서 기지국으로의 업링크의 경우, 이것은 특히 어려워집니다.왜냐하면, 휴대 전화가 이동해, 그 전송이 피어로부터의 전송의 갭에 일치하도록 필요한 타이밍 어드밴스를 변경할 수 있기 때문입니다.

특성.

  • 여러 사용자와 단일 반송파 주파수 공유
  • 비연속 전송으로 핸드오프를 심플화
  • 다이내믹 TDMA에서 필요에 따라 슬롯 할당 가능
  • 셀 내 간섭이 감소하여 CDMA보다 전력 제어가 엄격하지 않음
  • CDMA보다 높은 동기화 오버헤드
  • 채널이 "주파수 선택"으로 심볼 간 간섭을 일으키는 경우 높은 데이터 레이트에 고급 균등화가 필요할 수 있습니다.
  • 셀 숨쉬기(인접 셀에서 자원을 빌리는 것)는 CDMA보다 복잡합니다.
  • 주파수/슬롯 할당의 복잡성
  • 맥동 전원 엔벨로프: 다른 디바이스와의 간섭

휴대 전화 시스템의 경우

2G 시스템

IS-95를 제외하고 대부분의 2G 셀룰러 시스템은 TDMA를 기반으로 합니다. GSM, D-AMPS, PDC, iDEN 및 PHS는 TDMA 셀룰러 시스템의 예입니다.

GSM 시스템에서 휴대전화의 동기화는 기지국으로부터 타이밍 어드밴스 명령어를 송신함으로써 이루어지며, 기지국으로부터 타이밍 어드밴스 명령어를 송신하고, 그 송신량을 지시한다.이는 전파의 광속 속도에서 발생하는 전파 지연을 보상합니다.휴대전화는 타임슬롯 전체를 송신할 수 없지만, 각 타임슬롯의 마지막에 가드 간격이 있습니다.전송이 가드 기간으로 이행함에 따라 모바일 네트워크는 타이밍 어드밴스를 조정하여 전송을 동기화한다.

전화기의 초기 동기에는 한층 더 주의가 필요합니다.모바일이 송신하기 전에, 실제로 필요한 오프셋을 알 수 있는 방법은 없습니다.이러한 이유로, 전체 타임 슬롯은 네트워크 접속을 시도하는 모바일 전용이어야 합니다. GSM에서는 Random-Access Channel (RACH;랜덤 액세스 채널)이라고 합니다.모바일은 네트워크로부터 수신한 타임슬롯의 선두에 브로드캐스트를 시행합니다.모바일이 기지국 옆에 있으면 시간 지연이 없어 성공합니다.그러나 휴대전화가 기지국으로부터 35km 미만에 있는 경우, 시간 지연은 휴대전화의 방송이 타임 슬롯의 맨 끝에 도착한다는 것을 의미합니다.이 경우 모바일은 예상보다 빠른 시간 내에 메시지를 브로드캐스트하도록 지시됩니다.마지막으로, 모바일이 GSM에서 35 km 셀 범위를 벗어나면, RACH는 인접한 타임 슬롯에 도착하여 무시됩니다.특별한 확장 기술을 사용하지 않을 때 GSM 셀의 범위를 35km로 제한하는 것은 전력의 제한이 아니라 이 기능입니다.단, 베이스 스테이션에서 업링크와 다운링크 간의 동기화를 변경함으로써 이 제한을 [citation needed]극복할 수 있습니다.

3G 시스템

대부분의 주요 3G 시스템은 주로 [6]CDMA를 기반으로 하지만 시분할 이중화(TDD), 패킷 스케줄링(Dynamic TDMA) 및 패킷 지향 다중 액세스 방식을 CDMA와 결합하여 3G 형식으로 사용할 수 있습니다.

UMTS 3G 시스템의 가장 일반적인 형태는 TDMA 대신 CDMA 및 Frequency-Division Duplexing(FDD; 주파수 분할 이중화)을 사용하는 반면 TDMA는 2개의 표준 UMTS UTRA에서 CDMA 및 시분할 이중화와 결합되어 있습니다.

유선 네트워크 내

ITU-T G.hn 표준은 기존 홈 배선(전원선, 전화선 및 동축 케이블)을 통해 고속 로컬 영역 네트워킹을 제공합니다.TDMA 방식을 기반으로 합니다.G.hn 에서는, 「마스터」디바이스에 의해서, 「컨텐션 프리 전송 기회」(CFTXOP)가 네트워크내의 다른 「디바이스」에 할당됩니다.CFTXOP를 동시에 사용할 수 있는 디바이스는 1대뿐이므로 충돌을 회피할 수 있습니다.FlexRay 프로토콜은 최신 자동차에서 안전에 중요한 통신에 사용되는 유선 네트워크이기도 하며 데이터 전송 제어에 TDMA 방식을 사용합니다.

다른 다중 액세스 방식과의 비교

무선 시스템에서 TDMA는 보통 Frequency-Division Multiple Access(FDMA; 주파수 분할 다중 액세스) 및 FDD(Frequency-Division 이중)와 함께 사용됩니다.이 조합은 FDMA/TDMA/FDD라고 불립니다.예를 들어, GSM과 IS-136 모두에서 그렇습니다.이 예외에는 DECT 및 Personal Handy-phone System(PHS) 마이크로셀룰러 시스템, UMTS-TDD UMTS 바리안트 및 중국의 TD-SCDMA가 포함됩니다.이는 같은 주파수로 다른 타임슬롯이 할당되어 있습니다.

TDMA의 주요 장점은 모바일의 무선 부분이 자신의 타임슬롯을 수신하고 브로드캐스트하기만 하면 된다는 것입니다.나머지 시간 동안 모바일은 다른 주파수에서 주변 송신기를 감지하여 네트워크에서 측정을 수행할 수 있습니다.이를 통해 CDMA 시스템에서는 어려운 안전한 주파수 간 핸드오버가 가능하며 IS-95에서는 전혀 지원되지 않으며 Universal Mobile Telecommunications System(UMTS)에서 복잡한 시스템 추가를 통해 지원됩니다.이것에 의해, 마이크로 셀 층과 매크로 셀 층의 공존이 가능하게 됩니다.

이에 비해 CDMA는 최대 6개의 기지국과 동시에 통신할 수 있는 '소프트 핸드오프'를 지원하며 이는 일종의 '동주파 핸드오버'다.착신 패킷의 품질을 비교해, 최적인 패킷이 선택됩니다.2개의 congestion 셀 경계에 있는 단말기가 명확한 신호를 수신할 수 없는 CDMA의 「셀 숨쉬기」특성은, 피크시에 이러한 메리트를 부정하는 경우가 자주 있습니다.

TDMA 시스템의 단점은 타임 슬롯 길이에 직접 연결된 주파수로 간섭을 발생시킨다는 것입니다.이것은 TDMA 전화를 라디오나 [7]스피커 옆에 두고 있을 때 들리는 소음입니다.또 다른 단점은 타임슬롯 간의 데드타임으로 인해 TDMA 채널의 잠재적인 대역폭이 제한된다는 점입니다.이것들은 부분적으로 다른 단말기가 필요한 시간에 정확하게 전송하기 어렵기 때문에 구현됩니다.이동 중인 단말기는 기지국에서 멀어질수록 신호가 도착하는 데 시간이 더 오래 걸리기 때문에 정확한 타이밍에 송신을 받을 수 있도록 지속적으로 타이밍을 조정해야 합니다.이는 또한 주요 TDMA 시스템이 범위 측면에서 셀 크기에 대한 엄격한 제한을 가지고 있다는 것을 의미하지만, 실제로는 지원 범위보다 더 큰 거리에 걸쳐 송수신하는데 필요한 전력 수준이 대부분 비현실적일 수 있습니다.

다이내믹 TDMA

다이나믹 시분할 다중접속(다이나믹 TDMA)에서는 스케줄링 알고리즘은 각 데이터 스트림의 트래픽 요구에 따라 각 프레임의 가변 시간 슬롯 수를 가변 비트레이트 데이터 스트림에 동적으로 예약합니다.다이내믹 TDMA는

「 」를 참조해 주세요.

  • 듀플렉스(전기통신)– 양방향으로 동시에 통신
  • Link 16 – TDMA를 사용하는 NATO 군사 전술 데이터 교환 네트워크

레퍼런스

  1. ^ Guowang Miao; Jens Zander; Ki Won Sung; Ben Slimane (2016). Fundamentals of Mobile Data Networks. Cambridge University Press. ISBN 978-1107143210.
  2. ^ Maine, K.; Devieux, C.; Swan, P. (November 1995). Overview of IRIDIUM satellite network. WESCON'95. IEEE. p. 483.
  3. ^ Mazzella, M.; Cohen, M.; Rouffet, D.; Louie, M.; Gilhousen, K. S. (April 1993). Multiple access techniques and spectrum utilisation of the GLOBALSTAR mobile satellite system. Fourth IEE Conference on Telecommunications 1993. IET. pp. 306–311.
  4. ^ Sturza, M. A. (June 1995). Architecture of the TELEDESIC satellite system. International Mobile Satellite Conference. Vol. 95. p. 214.
  5. ^ "ORBCOMM System Overview" (PDF).
  6. ^ Jagannatham, Aditya K. (2016). Principles of Modern Wireless Communication Systems. McGraw-Hill Education. ISBN 9789339220037.
  7. ^ "Minimize GSM buzz noise in mobile phones". EETimes. July 20, 2009. Retrieved November 22, 2010.