28.Принцип множинного, або багатостанційного доступу, або ущільнення каналів. Множинний доступ із частотним, часовим, кодовим розділенням сигналів або каналів

Принцип множинного доступу, або багатостанційного доступу, або ущільнення каналів полягає в організації спільного використання обмеженої частини спектра ΔF багатьма користувачами, зводячи до мінімуму взаємні перешкоди каналів і забезпечуючи максимальне використання середовища. Кожному каналу зв'язку виділяється свій час, частота,код, або простір. Тут розрізняють: - множинний доступ із частотним розподілом каналів зв'язку, - з часовим розподілом, - з кодовим розподілом, - із просторовим розподілом, - з поляризаційним розподілом. Найбільше розповсюдження знайшли перших три.

При множинному доступі із частотним розподілом (англійське FDMA – FrequencyDivitionMultipleAccess) – кожному користувачу на час сеансу відведена власна смуга частот Δfк – частотний канал (рис. 1-47, а), що перебуває цілком у його розпорядженні, і в якій він працює. Для того щоб смуги частот одного каналу не перекривалися зі смугами іншого, а також для запобігання перешкод від сусідніх каналів, використовуються захисні інтервали Δfз (рис. 1-47, а). Приймач настроюється на частоту свого передавача. Недолік – неефективне використання загальної смуги частот ΔF. Перевага - простота устаткування. Не потрібна синхронізація між каналами, тому що кожен канал незалежний від інших. Частотний розподіл використовується в аналогових системах, наприклад, стільникового зв'язку 1-го покоління. При множинному доступі з часовим розподілом (англійської TDMA – TimeDivitionMultipleAccess) канал зі смугою частот ΔF послідовно, на якийсь час Δtк, по черзі, віддається декільком користувачам (рис. 1-47, б). Перекриття двох систем за часом називається перешкодами спільного каналу. Виключити їх можливо при синхронізації різних передавачів, що викликає труднощів при розробці. Практична реалізація методу TDMA вимагає перетворення сигналів, які передаються, вцифрову форму, а іноді - характерного стиску інформації в часі. МетодTDMA забезпечує використання всіх потенціальних можливостей по ефективності використання спектра. Додаткові можливості відкриваються при використанні ієрархічних структур адаптивного розподілу каналів. Перевагами системи з TDMA, по-перше, є можливість виділення більшого часу передавачам з великим перевантаженням, а по-друге, необхідність у меншому робочому часі менш завантаженим передавачам.

Рис.1-47.

Частотне (а), часове (б), частотно-часове (в), розділення каналів. Δfк і Δtк – частотні і часові інтервали каналів, Δfз ;Δtз – частотні і часові захисні інтервали.

ЕС із частотним і часовим ущільненням (розподілом) можна об'єднати: виділити кожному

каналу певну смугу частот на деякий проміжок часу (рис. 1-47, в). Тепер захисні інтервали необхідні за часом і по частоті. Така система стійкіша до частотно-селективних перешкод, які діють у вузькій частотній смузі. Ця смуга може використовуватися каналом тільки короткочасно. Така схема захищена від перехоплення, тому що для підслуховування треба знати послідовність частот, які використовуються передавачем.

Воснові методу множинного доступу з кодовим розподілом (CDMA – CodeDivisionMultipleAccess) лежить використання багаторазового розширення смуги переданого повідомлення в порівнянні з тією, котра використовується в традиційних вузькосмужних системах. Штучне розширення спектра реалізовується одним із двох способів. Перший – пряме розширення (directsequencespreadspectrumDSSS). Другий – стрибкоподібна зміна несучої частоти (frequencyhopspreadspectrum – FHSS). У першому випадку інформаційне повідомлення маніпулює (модулює) псевдовипадкову послідовність (ПВП), що складається з елементів (чіпів) тривалістю Тс, так, що тривалість чіпу в багато разів (в N раз) менша тривалості Тб інформаційного біта або символу, що передається, посилки: Тб =NТс, N»1.Величина N характеризує ступінь розширення смуги в порівнянні зі смугою первинних повідомлень і називається коефіцієнтом розширення спектра. Маніпуляція ПВП переданим потоком реалізується простим перемноженням. Процедура прямого розширення спектра не погіршує завадостійкості двійкової передачі в гаусівському каналі (див.), залишаючи протилежними сигнали, що відповідають значенням 0 і 1 переданого біта. У другому випадку для розширення спектра кожен символ інформаційного повідомлення повинен передаватися за допомогою набору дискретних частот, переданого певною послідовністю.

В існуючих в ЕС зв'язках переважно застосовується пряме розширення спектра (у синхронному або в асинхронному варіанті).

Переваги CDMA у порівнянні з FDMA й TDMA: висока завадостійкість до зосереджених й широкосмужних перешкод (у тому числі навмисних), можливість ефективної роботи в умовах багатопроменевого розповсюдження (див.), широкий діапазон доступних методів криптозахисту, висока точність вимірювання частотно-часових параметрів, електромагнітна сумісність із системами радіозв'язку й радіомовлення.Крім того, переваги, безпосередньо пов'язані з аспектами множинного доступу: велика абонентська ємність, простота реалізації

режиму естафетної передачі.