Trong mạng thông tin, để tiết kiệm tài nguyên
,người ta thường sử dụng phương pháp để
nhiều thuê bao cùng sử dụng chung một kênh
truyền,việc nhiều thuê bao cùng sử dụng chung
kênh truyền người ta gọi là đa truy nhập
AMBIENT/
Chủ đề:
Nội dung Text: Các phương pháp đa truy nhập
- 4.3: các phương pháp đa truy
nhập
Người thực hiện: Nguyễn Đức Hiếu
Lớp :ĐT2-K48
- 4.3: các phương pháp đa truy nhập
• Trong thông tin di động, cần phải điều tiết càng
nhiều người sử dụng càng tốt trên các nguồn tần
số giới hạn
• Trong mạng thông tin, để tiết kiệm tài nguyên
,người ta thường sử dụng phương pháp để
nhiều thuê bao cùng sử dụng chung một kênh
truyền,việc nhiều thuê bao cùng sử dụng chung
kênh truyền người ta gọi là đa truy nhập
• hiện nay có rất nhiều phương pháp đa truy nhập
như TDMA,FDMA,CDMA,CSMA,ALOHA
- 4.3.1: TDMA(time division multiple access)
• là phương pháp đa truy
nhập phânchia theo thời gian
• Người sử dụng dùng chung một sóng mang và
trục thời gian được chia thành nhiều khoảng
nhỏ(gọi là các khe thời gian_TS_time slot)
• một kênh thông tin sẽ chiếm toàn bộ dải thông W
của đường truyền trong một khoảng thời gian
nhất định trên tổng số thời gian cuộc gọi được
thực hiện và lặp lại theo chu kỳ nhất định.
- 4.3.1: TDMA(time division multiple access)
Có 2 phương pháp ghép kênh phân chia theo thời gian c ơ
bản :
• -ghép xen bit(bit -by- bit): lấy tất cả các bit cùng tên của
các kênh nhánh ghép lại với nhau thành một nhóm.
• tốc độ bit mỗi kênh nhánh là v = 8b/T-f ,ghép 4 kênh
nhánh lại thành một kênh duy nhất thì t ốc độ bit s ẽ là v’
= 32b/Tf
• ưu điểm của phương pháp này là cấu trúc khung độc
lập,dung lượng bộ nhớ yêu cầu thấp,tuy nhiên bên thu
sẽ tách kênh phức tạp và chậm .
• -ghép xen byte/ghép từ (word-by-word):dòng số đầu ra
của bộ ghép kênh sẽ gồm một chuỗi các từ mã của các
kênh nhánh được sắp xếp liên tiếp.
• đặc điểm : dung lượng bộ nhớ yêu cầu cao,và bên thu
phải đồng bộ chính xác.
- 4.3.1: TDMA(time division multiple access)
• Một loại hình ứng dụng TDMA phổ biến nhất là
hệ thống GSM trong thông tin di động
• GSM là một hệ thống thông tin số của Châu Âu
sử dụng hệ thống TDMA với cấu trúc khe thời
gian sao cho tạo nên được sự linh hoạt trong
truyền thoại, số liệu và thông tin điều khiển.
• Hệ thống GSM sử dụng băng tần (890 - 915)
MHz để truyền dẫn tín hiệu từ máy di động đến
BS và băng tần (935 - 960) MHz để truyền dẫn
tín hiệu từ BS đến máy di động.
- 4.3.1: TDMA(time division multiple access)
Cấu trúc khung TDMA
- 4.3.2:FDMA(frequency division multiple
access)
• là phương pháp đa truy
nhập phân chia theo tần số
• các kênh thông tin
được sắp xếp liên tiếp
nhau trên dải tần thông tần của đường
truyền.
• tín hiệu nguyên thuỷ phải được điều chế để
chuyển lên băng tần cao hơn nhờ các sóng mang
phụ(subcarrier)
- 4.3.2:FDMA(frequency division multiple
access)
• sau quá trình điều chế,phổ tần của tín
hiệu lúc này bao gồm hai băng ở hai bên
tần số sóng mang phụ fc
- băng dưới LSB(lower sideband)
- băng trên USB(upper sideband).
• Tín hiệu bao gồm cả hai băng này gọi là
tín hiệu đa biên DSB(double
sideband).Trong tín hiệu này:
- 4.3.2:FDMA(frequency division multiple
access)
• Có sóng mang phụ fc là thành phần một
chiều,không chứa thông tin nhưng lại chiếm hơn
60% năng lượng phổ.
• Hai băng LSB và USB chứa thông tin giống h ệt
nhau và chiểm 30% năng lượng phổ.
- 4.3.2:FDMA(frequency division multiple
access)
• nếu ta truyền cả hai băng thi băng thông cần
thiết phải tăng gấp 2 lần trong đó có một băng
không cần thiết, do đó dẫn đến lãng phí tài
nguyên mạng.
• để giải quyết vấn đề này người ta đưa ra các
phương án giải quyết như sau:
• bỏ thành phần một chiều fc và truyền cả hai băng LSB và
USB( kỹ thuật DSB không song mang)
• bỏ thành phần một chiều fc và truyền tải một băng,thông
thường người ta truyền băng dưới(kỹ thuật SSB không sóng
mang )
• phát đơn băng (LSB hoặc USB )kèm sóng mang
VSB(vestigial sideband )
- 4.3.2:FDMA(frequency division multiple
access)
• Ưu điểm : không cần đồng bộ
• Nhược điểm :
• băng tần giới hạn do đó số kênh ghép bị h ạn ch ế
• Tốn kém
• nhiễu giao thoa giữa các kênh lân cận, đồng th ời
cũng không thể tránh khỏi các loại nhiễu khác nh ư
nhiễu xuyên âm,và bị ảnh hưởng của các tập âm
do dây truyền tải thường làm bằng bằng dây trần.
- 4.3.3:CDMA(code division multiple
access)
- 4.3.3:CDMA(code division multiple
access)
• CDMA viết đầy đủ là Code Division Multiple
Access nghĩa là Đa truy nhập (đa người dùng)
phân chia theo mã
• thuê bao của mạng CDMA chia sẻ cùng một giải
tần chung.
• Các kênh thuê bao được tách biệt bằng cách sử
dụng mã giả ngẫu nhiên PN(Pseudo Noise)
• Mã giả ngẫu nhiên:là loại tín hiệu mang tính chất
của tín hiệu ngẫu nhiên nhưng hoàn toàn xác
định để có thể tái tạo lại ở phía thu nên người ta
gọi là mã giả ngẫu nhiên.
- 4.3.3:CDMA(code division multiple
access)
Mã giả ngẫu nhiên có các tính chất sau:
• Tính cân bằng (balance): số bit 0 và 1
trong mã giả ngẫu nhiên chỉ khác nhau là
1
• - tính tương quan:hiệu số giữa các bit
giống nhau và các bit khác nhau ở chuỗi
giả ngẫu nhiên PN với chính nó quay đi 1
đơn vị không quá 1.
dễ dàng thu lại ở phía thu
- 4.3.3:CDMA(code division multiple
access)
• Ưu điểm:
– Tính bảo mật cao
– Ghép được nhiều kênh
– Dung lượng lớn
– Giảm hiện tượng nghẽn mạng hiệu quả
• Nhược điểm:
– Tốn kém
– Vẫn còn nhiễu giữa các kênh trong cùng 1 tế bào và các
tế bào lân cận.
- Nguyên lý của hệ thống CDMA
- 4.3.4: CSMA (carrier sense multiple
access)
• Là phương pháp đa truy nhập cảm nhận sóng mang
carrier sense multiple access
• Mỗi máy Ethernet, hay còn gọi là máy trạm , ho ạt động
độc lập với tất cả các trạm khác trên mạng , không có
một trạm điều khiển trung tâm.Mọi trạm đều kết nối với
Ethernet thông qua một đường truyền tín hiệu chung
còn gọi là đuờng trung gian. Tín hiệu Ethernet được gửi
theo chuỗi , từng bit một , qua đường trung gian t ới t ất
cả các trạm thành viên. Để gửi dữ liệu trước tiên tr ạm
cần lắng nghe xem kênh có rỗi không , n ếu rỗi thì m ới
gửi đi các gói (data).
- 4.3.4: CSMA (carrier sense multiple
access)
• Cơ hội để tham gia vào truyền là bằng
nhau đối với mỗi trạm .
• không có sự ưu tiên .
• Sự thâm nhập vào kênh chung được
quyết dịnh bởi nhóm điều khiển truy nhập
trung gian ( Medium Access Control-MAC)
được đặt trong mỗi trạm . MAC thực thi
dựa trên cơ sở sự phát hiện va chạm sóng
mang ( CSMA/CD).
- 4.3.4: CSMA (carrier sense multiple
access)
Thuật toán của truy nhập CSMA/CD(CSMA with colloise detect)
• các adaptor sẽ nhận gói dữ liệu từ tầng trọng lượng và tạo thành
các khung (frame)
• nếu các adaptor cảm nhận kênh rỗi thì nó sẽ bắt đầu truyền
khung,nếu nó cảm nhận được kênh truyền đang bận thì nó sẽ đợi
đến khi nào kênh rỗi nó sẽ gửi.
• Nếu các adaptor dò thấy có sự truyền nào khác thì quá trình truy ền
của nó sẽ bị dừng lại và gửi đi một tín hiệu giao thông (jam signal)
• sau khi dừng phát thì adaptor sẽ tuân theo hàm mũ
backoff(exponential backoff): sau va chạm thứ m ,adaptor sẽ ch ọn
một số k bất kỳ từ tập hợp {0,1,2…2m-1},các adaptor sẽ đợi trong
khoảng k*512 thời gian bit (bit time)và quay trở lại bước 2.
- 4.3.4: CSMA (carrier sense multiple
access)
• Jam signal: là tín hiệu giao thông có nhiệm vụ thông báo
cho các máy phát khác nhận thấy có sự va ch ạm
• Bit time : 1 µs ứng với 10 Mbps trong Ethernet.
Vd: nếu k=1023 thì thời gian chờ của các adaptor sẽ
là 50 ms.
• Exponential backoff:
mục tiêu: sự truyền lại sẽ được cố gắng ước lượng
tuỳ thuộc vào dòng tải(current load).
nếu dòng tải nặng (heavy load):thời gian chờ ngẫu
nhiên sẽ dải hơn.
Sau va chạm thứ nhất: chọn k trong tập {0,1} và
chờ trong khoảng thời gian k*512 thời gian truyền bit
Sau va chạm thứ hai: chon k trong tập {0,1,2,3} …
Thêm vào BST
Báo xấu
Download
Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ
