Multiple Akses : FDMA, TDMA

Modul #12 TE3113 SISTEM KOMUNIKASI 2

Multiple Akses : FDMA , TDMA Program Studi S1 Teknik Telekomunikasi Departemen p Teknik Elektro - Sekolah Tinggi gg Teknologi g Telkom Bandung – 2007

Multiple Akses

TE3113 - Siskom 2 - Multiple Akses

2

Definisi Multiple Access Teknik pemanfaatan satu kanal komunikasi yang sama oleh lebih dari satu user. Jumlah user lebih banyak dari kanal komunikasi. Fungsi Multiple Access: Digunakan untuk mengorganisasi user dalam memberikan komunikasi yang bebas interferensi Menyalurkan beberapa informasi secara serentak dalam satu spektrum. TE3113 - Siskom 2 - Multiple Akses

3

Sistem Duplexing Untuk komunikasi dua arah (duplex), teknik dupleks digunakan untuk memisahkan transmisi uplink dan downlink. Terdapat 2 metode duplexing yaitu : Time Division Duplex (TDD). Frequency Division Duplex (FDD).


4

Duplexing - FDD

Yaitu satu kanal disediakan satu pasang frekuensi (frekuensi kirim dan terima dibedakan) dibedakan). Jarak antara frekuensi kirim dan terima disebut sebagai “Frekuensi Duplex Spacing”.

F M

B Base Station

Reverse Channel

R

Mobile Station

Forward Channel fc,,F

fc,R

frequency

Frequency separation Frequency separation should be carefully decided Frequency separation is constant TE3113 - Siskom 2 - Multiple Akses

5

Duplex Communication - FDD

FDD ( Frequency Division Duplex ).

Mobile Terminal M

Forward Channel Reverse Channel

Base Station B

Forward Channel dan Reverse Channel menggunakan band frekuensi Yang berbeda


6

Duplexing - TDD

Yaitu Y it dalam d l satu t kanal k l disediakan di di k satu pasang waktu (waktu kirim dan terima dibedakan). Dalam TDD ini frekuensi kirim dan terima besarnya sama. Jarak atau spasi antara waktu kirim dan terima disebut sebagai “Time Duplex Spacing Spacing”.

Mobile Station

Base Station

Slot number

0

1

2

3

4

5

channel

F

R

F

R

F

R

Reverse Channel

M

B

6 F

7

…

R

….

Forward Channel Ti+1

Ti

time

Time separation TE3113 - Siskom 2 - Multiple Akses

7

Duplex Communication - TDD

TDD ( Time Division Duplex ).

Mobile Terminal M

M

B

M

B

M

B

Base Station B

Satu frekuensi kanal yang dipergunakan Kanal tersebut dibagi kedalam Time Slot Mobile station dan base station memancarkan Time Slot secara bergantian.


8

Perbedaan FDD & TDD


9

Frequency Division Multiple Access Principles

Tiap user menempati bandwidth tertentu / memiliki frekuensi carrier tertentu. F CH 1

F1

CH 2

F2

CH 3

F3 .

BW

. .


10

Sifat-sifat FDMA

Kelebihan dari FDMA : - Jaringan g komunikasi sederhana - Tidak memerlukan network timing Permasalahan di FDMA : Derau intermodulasi (memerlukan filter yang baik ) Sulit p pengalokasian g kanal sesuai kebutuhan trafik


11

Karakteristik FDMA 1. 1 2. 3. 4 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13.

Pembagian P b i kkanall b berdasarkan d k pembagian b i ffrekuensi. k i Frequency agility. Continuous transmissions. Simultaneous transmission and reception reception. FDMA mempunyai bandwidth yang lebih sempit (+/- 30 kHz). Lower transmission overhead. High infrastruktur costs. Handoff complexity. Sulit dan mahal untuk menyesuaikan dengan kemajuan teknologi, sangat banyak hardware yang perlu diganti untuk memenuhi teknologi baru. baru Tidak flexible terhadap layanan-layanan baru. Control channel terletak di Frequency 1 untuk menghandle pemutusan hubungan. Seluruh sirkit voice adalah ”fully trunked” (kalau sudah diduduki dipegang terus), continuous transmission. Satu sirkit per kanal RF.


12

Contoh aplikasi FDMA FDMA – FDD = Setiap kanal dialokasikan satu pasang frekuensi untuk kirim dan terima. FDMA – TDD = Setiap p kanal dialokasikan satu pasang waktu (frekuensi sama) untuk kirim dan terima.


13

Capacity of FDMA Systems Frequency spectrum allocated for FDMA system

… Guard Band

channel

N=

Bt − 2Bgua guardd

Guard Band

Bc

Bt : Total spectrum allocation Bguard: Guard band allocated at the edge of the spectrum band Bc : Bandwidth of a channel AMPS has 12.MHz simplex spectrum band, 10Khz guard band, 30kHz channel bandwidth (simplex): Number of channels is 416.


14

Time Division Multiple Access Principles

Tiap user menempati slot waktu tertentu / tiap user akan k dikirimkan diki i k pada waktu yang berbeda. F

.

.

.

.

.

.

BW

t T1

T2

T3


15

Sifat-sifat TDMA

Kelebihan TDMA :

Efisiensi spektrum lebih tinggi Tidak memerlukan kontrol daya

Kekurangan TDMA :

Signal recovery Tidak efisien untuk trafik rendah (Overhead besar)


16

Karakteristik TDMA 1. 1 2. 3. 4. 5.

6. 7 7.

Pengalokasin P l k i kkanall b berdasarkan d k pembagian b i slot l t waktu. kt Multiple circuit per RF Carrier. Tidak diperlukan frequency agilty. g y Burst transmission. Pemancaran dan penerimaan tidak kontinyu dan dapat diatur secara bergantian. bergantian Bandwidth transmisi yang lebih lebar. Kanal TDMA memerlukan bandwidth yang lebih lebar dibandingkan d dengan kkanall FDMA d dengan ffaktor kt ki kira-kira ki sama d dengan jumlah sirkit per carrier. TDMA ini dapat memperbaiki performansi akibat interferensi dan multipath fading. Format transmit BURST TDMA memerlukan bit-bit untuk sinkronisasi pada setiap burst. Infrastructure cost. cost Hal ini yang merupakan keuntungan pokok untuk TDMA. TE3113 - Siskom 2 - Multiple Akses

17

Features of TDMA

Enables the sharing of a single radio channel among N users Requires high data-rate per radio channel to support N users simultaneously. y

High data-rate on a radio channel with fixed bandwidth requires adaptive equalizers to be used in multipath environments (remember the RSM delay spread σ parameter)

T Transmission i i occurs iin bursts b t (not ( t continues) ti )

Requires synchronization of the receivers. receivers

Enables power saving by going to sleep modes in unrelated slots Discontinues transmission also enables mobile assisted handoff Need guard bits, sync bits. Ælarge overhead per slot.

Allocation of slots to mobile users should not be uniform.

It may depend on the traffic requirement of mobiles mobiles. This brings extra flexibility and efficiency compared to FDMA systems.


18

Contoh Aplikasi TDMA TDMA – FDD = Setiap kanal dialokasikan satu pasang time slot dengan sepasang frekuensi yang berbeda untuk kirim dan terima.


19

TDMA Concept Downstream Traffic: Forward Channels: (from base to mobiles) 1

2

3

…

N

1

2

3

….

N

…

N

…

Logical forward channel to a mobile

Base station broadcasts to mobiles on each slot

Upstream Traffic: Reverse Channels: (from mobile to base) 1

2

3

…

N

1

2

3

….

Logical reverse channel from a mobile

A mobile transmits to the base station in its allocated slot Upstream and downstream traffic uses of the two different carrier frequencies. TE3113 - Siskom 2 - Multiple Akses

20

General Frame and Time Slot Structure in TDMA Systems One TDMA Frame

P Preamble bl

Slot 1

Guard Bits

Sync Bits

I f Information ti

Slot 2

Control Bits

Slot 3

T il Bit Trail Bits

…

Information

Slot N

CRC

One TDMA Slot A Frame repeats in time


21

Efficiency of a Frame/TDMA-System

Each frame contains overhead bits and data bits.

Efficiency of frame is defined as the percentage of data (information) bits to the total frame size in bits.

bOH efficiency ff y= η f = (1 − ) x100% bT bT = T f xR bT: total number of bits in a frame Tf: frame duration (seconds) bOH: number of overhead bits Number of channels in a TDMA cell:

N =m

(Btot − 2Bguard) Bc

m: maximum number of TDMA users supported pp in a radio channel


22

A TDMA Frame Preamble contains address and synchronization info to identify base station and mobiles to each other Guard times are used to allow synchronization of the receivers between different slots and frames

Different mobiles may have different propagation y to a base station because of different delays distances.


23

TDMA-MULTICARRIER (TDMA-FDMA) 1.

2.

3.

4 4.

Pengalokasian kanal berdasarkan pembagian frekuensi dan slot waktu. Multi RF Carrier. C Dalam satu sistem dialokasikan beberapa frekuensi dan setiap RF carrier dibagi menjadi beberapa slot waktu waktu. Frequency Agility. Terminal pelanggan harus mampu ”tuning” tuning ke salah satu frekuensi dan slot waktu yang tersedia secara otomatis. Burst transmission. transmission Subscriber station transmit dalam bentuk ”BURST” ini mempunyai implikasi dalam ”circuit design g dan system y control” TE3113 - Siskom 2 - Multiple Akses

24

Contoh penerapan TDMA Multi Carrier

TDMA – FDMA – FDD = Setiap kanal dialokasikan satu pasang time slot dengan sepasang frekuensi yang berbeda-beda untuk kirim dan terima. TDMA – FDMA – TDD = Setiap kanal p g time slot didalam dialokasikan sepasang salah satu frekuensi dan beberapa g dialokasikan. frekuensi yyang


25

Multiple Akses : FDMA, TDMA

Recommend Documents