Kanal Verimliliği Tekniklerini Max'e uygulamak Kanal Verimliliği Teknikleri

Multi Access Techniques Nedir?

Çok sayıda erişim tekniği modern kablosuz ve telli iletişim sistemlerinin arka kemiği oluşturur. Birden fazla kullanıcı veya cihazı sonlu bir iletişim kaynağı paylaşmalarını sağlar - radyo frekansı grubu veya kablolu bir iletim hattı gibi - yıkıcı müdahale olmadan. Küresel veriler, kanallama, bulut hizmetleri ve her bir spektrumdan maksimum verimliliği çıkarma ihtiyacı asla daha fazla olmamıştı.

En basit anlamda, birden fazla erişim tekniği, paylaşılan ortamın yarışmacılar arasında nasıl bölünmüş olduğunu tanımlar.Bölüm, frekans alanında, zaman domain, kod domaini, uzaysal alanı veya herhangi bir kombinasyonunu seçmek - her alan farklı bir protokol ailesi sunar, klasik Frekans Bölümü Multi Access (FDMA) kesmeye hizmet edebilir ve 5G Yeni Radyoda ne kadar güvenilir iletişim ağı tüketebilir.

Birden Çok Access Tekniklerinin Temel Özellikleri

Birçok özel ve karma erişim yöntemi var olsa da, çoğu modern sistem, temelleştirilmiş ailelere güveniyor. Mekaniklerini, avantajlarını ve ticaret-offlarını anlamak, herhangi bir ağ mühendisi veya sistem mimarı için önemlidir.

Frekans Bölümü Birden Access (FDMA)

FDMA en eski ve kavramsal olarak en basit yöntemdir. Mevcut frekans grubu, AMPS (Advanced Phone System) gibi analog sistemlere bölünmüş ve hala dijital uydu bağlantıları ve bazı Wi-Fi kanallarında mevcuttur.

FDMA'nın birincil avantajı, koruma gruplarının yeterli olduğu düşük karmaşıklık ve minimum kullanıcı müdahalesidir, ancak kullanıcılar boş olduğunda fakir ⁇ verimliliğinden muzdariptir, çünkü verilen bantlar diğerlerinden sessiz olarak yeniden kullanılabilir.

Zaman Bölünme Birden Çok Erişim (TDMA)

TDMA kanalı tekrarlanan çerçevelere ayırır, her bir altmış zaman yuvalarına bağlanır. Her kullanıcı verilerinin belirli bir kullanıcıdan aktarılması için özel bir yuva alır.Bu teknik, Iridium gibi uydu sistemleri ve birçok endüstriyel radyo standardı içerir.

TDMA, bantlama iletimlerinden kaçınmak için tüm kullanıcıların arasında sıkı senkronizasyonu geliştirir, çünkü bir kullanıcının iletişim kanalının birden fazla kullanıcıyı destekleyebileceği için, çokluxing yöntemlerin (örneğin paket tabanlı erişim) çoklu algılama yöntemlerini (örneğin paket tabanlı erişim) azaltabileceği şekilde, tüm kullanıcıların arasında sıkı bir senkronizasyon gerektirir.

Kod Bölünmesi Birden fazla Access (CDMA)

CDMA, kullanıcıların frekansı veya zamanında ayrıştırılması yerine, tüm kullanıcıların tam ⁇ bandında aynı anda iletmelerine izin verir, ancak her kullanıcının sinyali eşsiz bir yayılma kodu ile kodlanır.In the client, the desired signal is captured by correlating with different codes appear as low- level noise.

CDMA'nın temel avantajları çok fazla sempatiye karşı direnç içerir, doğal güvenlik (son derece kodlar püf noktası değildir), ve yumuşak eloffları destekleme yeteneği de sağlar.Ayrıca, yakındaki bir kullanıcı daha “sıcak” bir probleme katılabilir, CDMA alıcıları, tarihsel olarak kapasitede zor bir limitten daha karmaşık bir şekilde güç-huşturma gerektirir.

Orthogonal Frekans Bölünmesi Birden Çok Erişim (OFDMA)

OFDMA, Orthogonal Frekans Bölünmesi'nin çok kullanıcı versiyonudur (OFDM). Geniş bant kanalı FDMA'nın avantajlarını birleştirir (frezegenlerin alt kümeleri) TDMA'nın esnekliği ile (zaman-bölge planlama) arasındaki birleştirir.

OFDMA frekans-selective fading'i ele alıyor: her kullanıcıya uygun kanal koşullarını sağlayan alt taşıyıcıları atamak, zamanlamacının yakın zamanda sabit kaynak bloklarına da destek veriyor (PAPR), yükseltici lineerliğe ihtiyaç duyuyor.

Spasal Bölünme Birden Çok Erişim (SDMA)

Birden fazla anten dizisinin (MIMO), uzaysal bölünmenin birden çok erişimi pratik hale geldi. SDMA, farklı kullanıcılara yönelik kirişleri doğrudan kullanarak uzaysal boyutu sömürüyor. Birden çok kullanıcı aynı zamanda frekans kaynaklarına hizmet edebilir.

SDMA'dan kapasite çok açıklayıcı: mükemmel kanal bilgisi ile, toplam oranı, anten sayısına göre lineer olarak artırabilir. Ancak, SDMA, yüksek kullanıcı ve konumlarda elde etmek için zor olan verici kanal durumunu gerektirir.

Kanal Verimliliğini Belirleyen Faktörler

Kanal verimliliği tek bir ölçüm değildir; ⁇ verimliliğini (hertz başına ikinci), enerji verimliliği (kesin başına gelen işaretler), kullanıcıların geçncy, farklı trafik modellerini destekleme yeteneği. Çeşitli önemli faktörler, belirli bir senaryoda birden çok erişim tekniğinin nasıl performans gösterdiğini etkiler.

En fazla verimlilik için çoklu erişimin uygulanması: Pratik Stratejiler

Gerçek dünya ağlarında, tek bir çoklu erişim tekniği evrensel olarak en uygun değildir. Mühendisler, sağlam ve verimli bir sistem oluşturmak için gelişmiş planlama algoritmaları ile bir araya getirirler. Aşağıdaki yaklaşımlar ticari dağıtımlarda yaygın olarak kabul edilir.

Hybrid Access Schemes

En başarılı hücresel standartlar hibritdir. LTE, her tekniğin güçlü yanlarını kullanarak daha fazla bölünmüştür (tekrarlı FDMA ve TDMA.) ve frekans (12 alt satır) FDMA ve TDMA. CDMA, 3G standartlarındaki TDMA ile birlikte kullanılır (örneğin WCDMA, WCDMA, kaynak blokları her bir teknikteki güçlülüğün güçlü yanlarını içerir.

Adaptif Kaynak Allocation

Bir statik kaynak ataması (örneğin, sabit frekans grupları her kullanıcı için) oldukça verimsizdir. Modern sistemler, kullanıcı ekipmanı tarafından bildirilen kanal kalitesini kullanarak dinamik zamanlamalayıcıları kullanır. Benzer şekilde, 5G NR ultra-reliable iletişim için mini-slot zamanlamasını destekler (QoS) Örneğin, doğrulayıcı paylaşımlar aracılığıyla kullanıcıların daha iyi hale getirerek daha iyi hale getirmek için daha fazla kaynak sağlayarak kanal yeterlilik göstergeleri kullanarak daha iyi bir şekilde tahsis eder.

Çok fazla nokta (CoMP) ve Interference Management

En iyi çoklu erişim programı bile, tek başına hücre dışı müdahaleyi çözemez. CoMP teknikleri birden çok baz istasyonda iletimleri koordine eder, böylece komşu hücrelerden gelen sinyalleri güçlendirerek veya çarpışmalardan kaçınır (interference kaçınma). Bu, özellikle de zaman ve frekansta uyumlu olabilir.

Spectrum Paylaşım ve Bilişsel Radyo

Birden fazla erişim lisanslı gruplarla sınırlı değildir. Lisanssız spektrumda (örneğin, Wi-Fi, Bluetooth), Taşıyıcı Sense Multi Access with Collision Kaçance (CSMA/CA) kullanımında önemli ölçüde artış gösterir. Bunlar, geleneksel deterministic erişim teknikleri değildir, ancak kanal paylaşımı şemsiyesi altında düşer.

Gelişmiş ve Geleceğe Erişim Teknikleri

Kablosuz ağ 6G ve ötesinde geliştikçe, araştırmacılar ortogonalite kısıtlamasını kıran ve verimliliği daha da ileri sürebilen yeni çoklu erişim paradigmaları keşfediyorlar.

Non-Orthogonal Birden fazla Erişim (NOMA)

NOMA, birden çok kullanıcının aynı zaman-freze kaynaklarını farklı güç seviyelerinde paylaşmasına izin verir. Alıcının başarı ile müdahale iptali (SIC) ilk olarak daha güçlü sinyali kodlayarak, çıkar ve sonra alıcı karmaşıklığını artırır ve özellikle de hücre merkezli ve hücre merkezli senaryolarda önemli bir artış sağlayabilir. NOMA zaten 5GPP Bülteni 16 ve 17 spesifikasyon 5G (Multi-User Superposition Transmission, MUST) için 16.

Grant-Free and Sparse Code multiple Access (SCMA)

Büyük makine tipi iletişim (mMTC), geleneksel hibe bazlı erişim (bir kaynağı talep etmek, bir hibe beklemek, sonra ileti göndermek) çok fazla yük oluşturur. Grant-free programs allows devices to send data right using pre setting-domain NOMA is a form of code-domain NOMA where users map their bits on sparse codebooks; alıcı, süperimposed sinyalleri ayırmak için iletileri kullanıyor.Bu teknik yüksek aşırı geç saatler boyunca yüksek maliyetli (daha aktif kullanıcılar)

Birden fazla Access (RSMA)

RSMA, her kullanıcının mesajını ortak ve özel bölümlere bölmek için geleneksel çoklu erişimin daha yeni bir öneridir. Ortak bölüm tüm kullanıcılar tarafından kodlanırken, özel kısım sadece amaçlanan alıcı tarafından kodlanır.Bu yaklaşım, hassas kanal bilgisi altında sağlamlığı sunar ve müdahale edilebilir senaryolar için NOMA'yı aktif olarak araştırır.

Gerçek Dünya Uygulamaları Across Industries

Birden çok erişim tekniği cep telefonları ile sınırlı değildir. ilkeleri geniş bir teknoloji yelpazesinde uygulanır, her biri eşsiz optimizasyon hedefleri ile.

Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç

Kanal verimliliğini birden fazla erişim tekniği aracılığıyla algılamak, neredeyse her ağ tasarımı katmanına dokunan çok boyutlu bir meydan okumadır. Klasik FDMA ve TDMA'dan bu sofistike OFDMA, NOMA ve SDMA'ya, her teknik, hedef uygulamadaki eşsiz bir ticaret-offları karmaşıklaştırma, müdahale ve kaynak dengesine zarar verir. Başarılı uygulama, daha fazla iletişim kurma tekniğine sahip olmak için, bu tür bir dizi iletişim kurma becerisine sahiptir.

Daha fazla okuma için, 3GPP spesifikasyon serisine fiziksel katman prosedürlerine (TS 38.214 for NR) veya IEEE İletişim Anketleri veamp; NOMA ve RSMA üzerinde yapılan eğitimler. ITU-R M.2375-05 raporu da gelişmiş mobil sistemler için birçok erişim gereksinimini bir yazara sunar.