Уплотнение и множественный доступ

Ресурс связи представляет время и ширину полосы, доступные для передачи сигнала в определенной системе. Для создания эффективной системы связи необходимо спланировать распределение ресурса связи между пользователями системы. Результатом такого планирования должен быть равноправный доступ пользователей к ресурсу.

С проблемой совместного использования ресурса связи связаны термины «уплотнение» и «множественный доступ». Термин «уплотнение» применяется в случае постоянных требований к ресурсу связи пользователей, расположенных в одной точке пространства. Термин «множественный доступ» применяется в случае, если пользователи находятся в различных точках пространства, а их требования к ресурсу связи меняются с течением времени.

Существует три основных способа увеличения пропускной способности ресурса связи. Первый состоит в увеличении эффективной изотропно-излучаемой мощности передатчика ( т.е увеличении ), второй способ – увеличение полосы пропускания канала, третий способ – повышение эффективности распределения ресурса связи.

Основные способы распределения ресурса связи:

1. Частотное разделение (frequency division – FD). Распределяются поддиапазоны используемой полосы частот
2. Временное разделение (time division – TD). Пользователям выделяются периодические временные интервалы. В некоторых системах пользователям предоставляется ограниченное время для связи. В других случаях время доступа пользователей к ресурсу определяется динамически.
3. Кодовое разделение (code division – CD). Выделяются определенные элементы набора ортогонально распределенных спектральных кодов, каждый из которых использует весь диапазон частот.
4. Пространственное разделение (space division – SD) или многолучевое многократное использование частоты. С помощью точечных лучевых антенн радиосигналы разделяются и направляются в разные стороны. Данный метод допускает многократное использование одного частотного диапазона
5. Поляризационное разделение (polarization division – PD) или двойное поляризационное многократное использование частоты. Для разделения сигналов применяется ортогональная поляризация, что позволяет использовать один частотный диапазон.

Ключевым моментом во всех схемах уплотнения и множественного доступа является то, что при использовании ресурса различными сигналами интерференция не дает неуправляемых взаимных помех, которые делают невозможным процесс детектирования.

Сигналы являются ортогональными во временной области, если выполняется условие: (10.1)

где k – ненулевая константа

Сигналы являются ортогональными в частотной области, если выполняется условие

(10.2)

где функции являются Фурье-образами сигналов .

Распределение по каналам, характеризующееся ортогональными волнами, для которых выполняется условие (10.1) называется уплотнением с временным разделением (time division multiplexing – TDM) или множественным доступом с временным разделением (time division multiple access – TDMA). Распределение по каналам, характеризующееся ортогональными волнами, для которых выполняется условие (10.2) называется уплотнение с частотным разделением (frequency division multiplexing – FDM) или множественным доступом с частотным разделением (frequency division multiple access – FDMA).