Funcionamiento y características de FDMA, TDMA y CDMA.

Consulta de Telefonía fija y móvil

Vanessa Rodríguez Ludeña                        Paralelo: A                      Fecha: 26/04/2016

Funcionamiento y características de FDMA, TDMA y CDMA

En un sistema de comunicaciones la forma como se accede al medio es un punto muy importante por lo que se debe conocer las diferentes técnicas de multiplexación.

Múltiple hace referencia a que muchos usuarios pueden establecer una comunicación simultáneamente. Una técnica de acceso múltiple define cómo se utiliza el espectro de frecuencias para crear y asignar los canales a los múltiples usuarios en el sistema.

Hay cinco métodos básicos: división de frecuencia de acceso múltiple (FDMA), división de tiempo de acceso múltiple (TDMA), por división de código de acceso múltiple (CDMA), por división de frecuencia ortogonal de acceso múltiple (OFDMA), y la división espacial de acceso múltiple (SDMA) de los cuales se analizaran tres.

1. FDMA (Frecuency Division Multiple Access)

En FDMA el ancho de banda del sistema de comunicación es dividido en bandas de frecuencia menores con una separación suficiente entre ellas (guardabanda) para evitar interferencia entre canales adyacentes. A cada usuario se le asigna una banda de frecuencia en particular, de tal manera que un usuario puede utilizar un canal de transmisión todo el tiempo y es desperdiciada mientras el usuario no trasmite información. Por otra parte esta técnica de acceso múltiple no requiere que los usuarios sean sincronizados para poder disponer de un canal. La figura 1 muestra como un ancho de banda es dividido entre N usuarios, cada uno de ellos con un ancho de banda fijo y entre ellos hay una separación de guardabanda para evitar traslapes.

[pic 1]

Fig.1.FDMA [1]

La técnica se utiliza especialmente en modulaciones analógicas, sobre todo en FM, sistemas de televisión por cable, sistemas de comunicación de fibra óptica  y su aplicación continúa en la era de la digitalización pues se ha logrado combinar con el TDMA para modulaciones digitales.

Las principales características son:

•  Los canales sin uso no pueden ser utilizados por otros para aumentar su ancho de banda.

•  Trasmisión en forma continua y simultánea.

•  utiliza un filtro de RF para minimizar interferencia entre canales adyacentes.

• En estado puro presenta limitaciones a modulaciones analógicas que le impiden incorporar aplicaciones de distinta naturaleza.

• Está limitada en la inclusión de señales e información para mejorar la calidad de una llamada.

• Facilidad conceptual en la operación de los sistemas y en la fabricación de los equipos.

• Posee estructuras para la combinación de potencia complejas en las estaciones base con el fin de aprovechar los sistemas radiantes.

• Se presentan inconvenientes en los límites entre canales para que la información no produzca interferencias.

1. TDMA (Time Division Multiple Access)

Es una técnica de comunicaciones que utiliza un canal común para comunicaciones entre múltiples usuarios al asignarle a cada uno de ellos una ranura de tiempo diferente.

En TDMA múltiples usuarios van a realizar una transmisión utilizando la misma portadora pero esta portadora va a ser “prestada” entre diferentes usuarios durante intervalos específicos de tiempo (time slots), y cada uno de ellos a su vez es dividido en N partes (cada una de estas divisiones corresponde a un usuario). Un usuario en particular sólo puede transmitir durante el intervalo de tiempo que le corresponde en cada time slot. Este proceso es tan rápido que parecería que un usuario utiliza dicha portadora todo el tiempo y no sólo por intervalos. Durante las ranuras de tiempo que le corresponden a un usuario, éste dispone de todo el ancho de banda del canal. El mayor inconveniente de TDMA es que es necesaria la sincronización de todos los usuarios para evitar interferencia, siendo por eso su implementación más compleja.

De igual forma se requiere un mecanismo de direccionamiento que permita distinguir a los usuarios, y al mismo tiempo un sistema de sincronización para que cada terminal determine en qué momento debe acceder al canal.

Actualmente, TDMA es una técnica altamente disponible y probada en muchos sistemas de operaciones comerciales como European Digital Standard, GSM y el estándar digital japonés PDC (Personal Digital Cellular), PCS-1900 (Personal Communication Services).

Algunas de las principales características son:

• Se utiliza con modulaciones digitales.

• Se deben crear mecanismos que permitan a las estaciones emitir y recibir sus intervalos temporales de forma independiente a su ubicación en relación con los transmisores/receptores.

• Con el fin de aumentar la cantidad de usuarios se debe utilizar esta técnica en conjunto con la FDMA.

• Es sencillo transmitir señales por un canal común o asociado.

• Se debe utilizar un espectro de banda ancha por tratarse de una modulación digital, pues si no se limita la emisión de frecuencias se ocuparía más espectro del asignado.

• Las estaciones base cuentan con equipo mucho más sencillo pues solamente se requieren un transmisor y un receptor para suplir a las estaciones móviles.

• Hay que establecer limitaciones para la duración de las tramas para evitar retrasos excesivos.

• Se da un retardo en la comunicación como respuesta al almacenamiento intermedio en el usuario móvil.

• Se requieren medios de almacenamiento en estos dispositivos.  

• Es versátil, pues puede ser utilizada en combinación con otras técnicas.

• Se da un ahorro espectral si se tiene en cuenta una comunicación dúplex (con dos tramas temporales) en vez de una de una sola frecuencia. Esto se logra cuando se establece una trama ascendente en una frecuencia y una descendente en otra diferente (FDM) o bien asignando los primeros valores de la trama a un sentido y el resto al otro (TDD).

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