FDMA فناوری است كه توسط سيستم‌های آنالوگ كه يك مكالمه را در يك كانال می‌فرستد استفاده می‌شود. امروزه TDMA و CDMA دو فناوری اساسی برای سيستم‌های سلولی ديجيتالی/WLL هستند كه در اينجا تفاوت‌های اساسی اين دو فناوری اشاره می‌كنيم.

FDMA: اولين راه‌حل ارائه شده برای تقسيم كردن طيف محدوده فركانسی برای استفاده مشتركان بود. تقسيم فركانسی يعنی تقسيم كل فركانس‌های موجود به تعداد زيادی كانال‌های راديويی. FDMA سيستمی تك‌كاناله برای هر حامل است. به عبارت ديگر هر كانال يك فركانس حامل رايويی جداگانه نيز دارد كه معمولاً پهنای باندی بين 25 تا KHz30 را اشغال می‌كند. مشترك قادر به دسترسی به هر يك از اين كانال‌ها تحت نظارت كنترل در سيستم است. او می‌تواند اين كار را با رفتن به فركانس موردنظر درست مثل يك راديوی خانگی معمولی انجام دهد. تنها فرق مهمی كه دارد اين است كه هر مكالمه به دو فركانس نياز دارد، يكی برای فرستادن صحبت از پايگاه اصلی به مشترك موبايل و دومی برای سير بازگشت.

طرح كليدی FDMA: بعضی از طرح‌های كليدی و محدوديت‌های FDMA به قرار زير هستند:

• چالاكی فركانس: ترمينال مشترك بايد قادر به رفتن به هر يك از فركانس‌های موجود به صورت اتوماتيك تحت نظارت كنترلگر سيستم باشد.

• انتقال پيوسته: در طی يك مكالمه واحد، FDMA با صددرصد Duty Cycle در حال انتقال است.

• قيمت‌های بالای دستگاه‌های مخابراتی: از آنجا كه در هر موج حامل يك مكالمه می‌تواند انجام گيرد FDMA نياز به تجهيزات بيشتری در هر دو طرف دارد كه اين موجب بالا رفتن قيمت می‌شود.

• باريك‌ترين عرض باند: هرچه عرض باند باريك‌تر باشد، تعداد بيشتری مشترك را می‌توان در طيف فركانسی جای داد.

• پيچيدگی Handoff: به دليل انتقال پيوسته سيستم FDMA، تغيير مسير دادن يك مشترك هنگام برقراری تماس از يك مدار به مدار ديگر بدون ايجاد وقفه كوتاه در انتقال، كار دشواری است.

• سخت‌افزار خشن و غيرقابل انعطاف با تكنولوژی‌های جديد: مهم‌ترين مشكلی كه معماری FDMA دارد، خشن بودن سخت‌افزارش به طور طبيعی است كه هماهنگ كردن آن را با فناوری‌های جديد مشكل می‌كند.

• غيرقابل انعطاف نسبت به سرويس‌های جديد: سيستم‌های FDMA ديجيتالی برای سرعت‌های بيتی معينی تعريف شده‌اند در حالی كه سرويس‌های جديد ممكن است به سرعت‌های بيتی پايين‌تر از بالاتری از بازه كانال‌های صوتی نياز داشته باشند. سرعت بيت كم باعث می‌شود از كل كانال برای انتقال استفاده شود كه باعث هدر رفتن آن می‌شود و سرعت بيت زياد نياز به يكی كردن كانال‌های FDMA دارد كه در بسياری از مواقع آسان يا ارزان نيست.

• بازدهی طيفی نسخه‌های ديجيتالی: FDMA ديجيتالی امكان‌پذير است ولی مستلزم اين است كه بازدهی طيفی با ساير سيستم‌های ديجيتالی كه براساس فناوری‌های ديگری بنيان نهاده شده‌اند بتواند ارتباط برقرار كند.

سرويس تلفنی پيشرفته موبايل (AMPS) . AMPS براساس FDMA بنا شده است و يكی از استانداردهای سلولی آنالوگ قديمی است. اين استاندارد اولين بار در آزمايشگاه «بل» به وجود آمده و به ديگر نقاط جهان رفت، سپس اين سيستم توسعه پيدا كرد تا ظرفيت كانال را با تقسيم باند KHz30 به سه كانال باريك KHz10 بالا ببرد.

بعد از آن نسخه ديجيتالی AMPS به نام DAMPS با استفاده از TDMA به وجود آمد كه بعداً به آن خواهيم پرداخت.

طرح AMPS به اين شكل است:

• باند فركانسی: MHz900-800

• فناوری: FDMA آنالوگ

• ترافيك كانال در هر حامل RF:1

• مدولاسيون: FM

• سيستم با توان بالا

فناوری آنالوگ بالا:

TDMA: در سيستم‌های TDMA كه معماری پيچيده‌تری دارند مكالمه به صورت ديجيتالی كد می‌شود، هر حامل رايويی رشته‌ای از اطلاعات ديجيتالی پيوسته را حمل می‌كند و هر مكالمه تعدادی TimeSlot است كه به طور منظم در رشته ديجيتالی گنجانده شده است. هر Timeslot شامل اطلاعاتی است كه به يك مدار تلفن مربوط می‌شود. در ساده‌ترين حالت يك فركانس حامل تكی به تعداد مختلفی Timeslot تقسيم می‌شود. نرخ انتقال كانال سريع‌تر از نرخ بيت مدار است. از زمانی كه يك مشترك فعال Timeslot را به وجود می‌آورد، واحد مشتركان خودشان را با پايگاه اصلی انتقال هماهنگ می‌كنند و تعداد صحيح Timeslotها را می‌شمارند تا به Timeslot مربوط به خودشان برسند. سپس دريافت كننده و دمدولاتور خود را آماده Decode كردن می‌كنند. به طور مشابه در هنگام انتقال واحد مشتركان بايد برای Timeslot انتقال خود صبر كنند.

تعداد Timeslotها و در نتيجه مكالمات در يك حامل راديويی از سيستمی به سيستم ديگر متفاوت است. DPAMS يا استاندارد IS54 از سه Timeslot برای حمل مكالمه‌ای كه با Kbps8 در پهنای باند KHz30 كد شده است استفاده می‌كند. هر حامل راديويی GSM تعداد هشت Timeslot برای كد كردن مكالمه با سرعت Khz136 دارد و KHz200 را اشغال می‌كند. با درنظر گرفتن مسير دو طرفه هر حامل GSM شانزده Timeslot را در پهنای باند مشابه حمل خواهد كرد.

يكی از مزايای كليدی TDMA نسبت به FDMA بهتر شدن تلرانس برای تداخل فركانس‌های حامل در يك فركانس است. سيستم‌های TDMA به ضريب CI بزرگ‌تر از 17 تا 19 دسی‌بل يا 9 دسی‌بل برای GSM نيازمندند. بيشتر تجهيزات دسترسی بدون سيم TDMA تلفيقی از سيستم FDMA و TDMA هستند.

طرح كليدی TDMA

• مدارهای چندگانه در هر حامل RF: سيستم‌های TDMA می‌توانند از 2 تا 30 مدار را در هر حامل RF بسته به نياز درخواست كننده مالتی پلكس كنند.

• چالاكی فركانس: انتقال دهندگان FDMA/TDMA بايد از نظر فركانس چالاك باشند. به هر حال برای هر سيستم حامل TDMA تكی مثل VSAT ممكن است اين مساله مهم نباشد.

• انتقال دفعه‌ای: پايگاه مشتركان را به صورت دفعه‌ای انتقال می‌دهد و اين مانند FDMA كه به صورت پيوسته انتقال می‌داد نيست.

• انتقال قابل تغيير و گرفتن Slot: امكان Offestها كردن انتقال و دريافت Slotها در پايگاه مشتركان وجود دارد.

• عرض باند انتقال پهن‌تر

• قيمت تجهيزات: مدارهای چندگانه در هر حامل در طراحی TDMA باعث كم شدن هزينه‌ تجهيزات مربوط به AMPS می‌شود. سيستم‌های TDMA تجهيزات RF كمتری نسبت به FDMA نياز دارند. اين نسبت در حدود ثلث است.

• Handoff: TDMA می‌تواند Handoff كابلی را بدون از دست دادن اطلاعات انجام دهد؛ زيرا اين پروسه می‌تواند بين انتقال Slot صورت پذيرد.

• معماری قابل انعطاف: كانال TDMA يك كانال نرم‌افزاری است. تغييرات در فناوری كد كننده صدای تقويت شده می‌تواند به فرمت TDMA درآيد و اغلب بدون تغيير سخت‌افزار اين كار عملی است.

• قابليت انعطاف‌پذيری برای سرويس‌های ديجيتالی جديد: معماری TDMA از نظر نرم‌افزار قابليت انعطاف بيشتری دارد و سرويس‌های مختلف با نرخ داده‌های مختلف را تحت پوشش قرار می‌دهد. نام برخی از استانداردهايی كه براساس TDMA بنا شده‌اند به شرح زير است:

• D-AMPS

• GDM

• Dect

• PHS

• PACS

مطالب مربوط به سرويس‌های دسترسی بی‌سيم را با ذكر اين نكته به پايان می‌بريم كه در شماره‌های آينده، مطالبی در خصوص ساير سيستم‌های دسترسی و با نگاه فنی‌تر بيان خواهيم كرد.