ワイヤレステクノロジーの多重化テクノロジーについて

最初のネットワークの出現以来、いくつかのデバイスの同時動作について鋭い疑問がありました。 そして何十年もの間、この問題に対する闘争があり、主な仕事は社会のニーズに追いつくことです。

この記事では、多重化に使用される主要なテクノロジーをすばやく検討することを提案します。 嘘をついたら、修正してください。





実際、複数のユーザーの快適な同時作業を整理する機会は何ですか? 有線ネットワークには2つしかありません。空間と時間の異なるデバイスからのデータの多様性です。



すべては10Base2標準の有線ネットワークで始まり、一般的な銅線バスである同軸ケーブルがデータ伝送媒体として使用されました。 このトピックについて簡単に触れます。

電気信号は導体の全長に沿って伝播するため、一方のデバイスがブロードキャストを行っている時点では、もう一方のデバイスは開始できません。 このような状況では、空間データは特に爆発しません。 それはやがて来ます:ネットワークカードはネットワーク上の沈黙を待っています。 チャネルがビジーの場合、ランダムな期間の後に繰り返しを試みます。 無音が表示されるとすぐに、デバイスはブロードキャストを開始します。 これは最初の多重化メカニズムです。CSMA/ CD - Collision Detectを使用したCarrier Sense Multiple Accessです。

ハブは基本的に同じタイヤであったため、この状況はハブの出現によって持続しました。 しかし、スイッチがネットワーク市場に登場すると、すべてが変わりました。 彼らはネットワークをいくつかの衝突ドメインに分割しました-実際、各デバイスは別々のものにあり、異なるデバイスからのデータの空間的多様性を意味しました。



ワイヤレステクノロジーでは状況が異なります。 これらは、標準の開発と実装の点ではるかに複雑です。 ここでは、交差およびチャネル間干渉、信号減衰、より複雑なQoSサポート、そして最も重要なこととして、多数の加入者の同時操作が追加されています。

ワイヤレスデバイスにどのように提供できますか? ここには、時間ダイバーシティと周波数ダイバーシティの2つのアプローチがあります。



TDMA- 時分割多重アクセス 。 これは、私たちが毎日使用することに頼っているテクノロジーの1つです-GSMはそれに基づいて構築されています。 ここでは、データが時間内に投稿されます。 各加入者局に対して、割り当てられた無線チャネル幅を最大限に活用して、一定数のタイムスロットが割り当てられます。 これらのタイムスロットは、セッションが終了するまでデバイスに割り当てられます。 GSMの夜明けを思い出してください。5〜10分間、番号をダイヤルしようとしたときに、「ネットワークが混雑している」というメッセージが表示され、電話をかけることができません。 現時点では、ベースステーションには無料のタイムスロットがありませんでした。 その後、TDMAはGPRS、EDGEでサポートを受けました。 しかし、それを最適と呼ぶことはほとんどできず、私たちのワイヤレスの将来にはほとんどありません。



FDMAテクノロジー( 周波数分割多元接続 )は、純粋な形では実際には使用されません(AMPSなどの1G規格で実装されました)各加入者ステーションに対して、使用された周波数範囲から特定の帯域が割り当てられ、セッションの終了後にのみ解放されます。

TDMAと同様に、このような無線チャネルの使用は最適ではなく、オンラインユーザーの数とその速度のバランスが必要です。



CDMA- コード分​​割多元接続 。 現時点では、これは最も有望な多重化メカニズムの1つです。 CDMA(2000、EVDO)およびUMTS標準で使用されます。

その本質は、ネットワークに登録された各デバイスに固有のコードが提供されることです。 一方では、信号はそのような一意のコードを使用して変調され、他方では、逆プロセスが発生します-復調。 したがって、ユーザーデータは時間と周波数のどちらでも配信されませんが、チャネル幅全体を使用して混合されます。

CDMAは、同期方式(直交ベクトルのプロパティを使用してエンコード方式を選択する)と非同期方式(疑似ランダムシーケンスを使用する)にできます。 それぞれのアプローチには長所と短所があります-これは独立した記事のトピックであり、これについては詳しく説明しません。



DSSS- 直接シーケンススペクトラム拡散 。 この技術はCDMA(変調に擬似ランダムシーケンスが使用されます)と多くの共通点があり、11の冗長性によりノイズ耐性は非常に高くなりますが、同時に効率は低くなります。 最大2 Mb / sの速度でWi-Fiで使用されます。



私の意見では、Wi-Fi、WiMAX、LTE- OFDMAOrthogonal frequency-division multiple access )など、非常に多様なアプリケーションを備えた最も興味深い多重化テクノロジーの1つに移りましょう。

OFDMAのベースとなっているOFDM自体も、DVB-T、ADSL、VDSLなど、ワイヤレスだけでなく、多くの規格で使用されています。

なぜ彼はとても面白いのですか? それはすべて、無線チャネルを使用することの効率が高いことです。 その秘密は、タイトル「Orthogonal Frequency」で明らかにされています。 送信には、チャネル幅全体が割り当てられた1つのキャリアではなく、サブチャネルが交差する複数のサブキャリアが使用されます。

OFDMAは、各ユーザーにタイムスロットを割り当てることを意味します。そのサイズはnxmです。nはサブチャネルの数、mはOFDMAシンボルの数です!!!! ..したがって、このタイプの多重化は、それぞれが最適ではないTDMAとFDMAの共生と呼ぶことができます。



OFDMAの利点は次のとおりです。



短所で:



私はあなたの追加やメモに喜んでいるでしょう。



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