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FDMA, TDMA, and CDMA Multiple Access: Effective Utilization of Bandwidth (2)
ÍNDICE: Acceso múltiple FDMA, TDMA y CDMA (1)
1. Tecnologías esenciales que permiten una utilización eficaz del ancho de banda de la señal para la comunicación inalámbrica
2. Transmisión de múltiples flujos de datos mediante comunicación inalámbrica
3. Funcionamiento del acceso múltiple: FDMA, TDMA y CDMA
4. Resumen
ÍNDICE: Acceso múltiple FDMA, TDMA y CDMA (2)
Información complementaria relacionada con Acceso múltiple FDMA, TDMA y CDMA (1) se presenta a continuación.
< Columna > Cómo funciona la multiplexación: FDM, TDM y CDM
Para la comunicación inalámbrica se utilizan varios tipos de multiplexación, entre los que destacan los siguientes:
- Multiplexación por división de frecuencia (FDM)
- Multiplexación por división de tiempo (TDM)
- Multiplexación por división de código (MDC)
Las figuras 7-1, 7-2 y 7-3 son diagramas conceptuales de estas técnicas de multiplexación, centrándose en las partes de la ruta de transmisión encerradas en líneas rojas discontinuas.
Multiplexación por división de frecuencia (FDM)
La multiplexación por división de frecuencia (FDM) es una tecnología de multiplexación que asigna múltiples flujos de datos a diferentes bandas de frecuencia y transmite las bandas de frecuencia como canales simultáneamente a través de una única ruta de transmisión.
La Figura 7-1 muestra un diagrama conceptual general de FDM. En el lado emisor, las bandas de frecuencia asignadas a los múltiples flujos de datos se tratan como canales, que se envían a través de un único trayecto de transmisión mediante multiplexación. En el lado receptor, los flujos de datos transmitidos son extraídos por dispositivos capaces de seleccionar bandas de frecuencia específicas.
Un ejemplo del uso de la FDM para la comunicación inalámbrica es la radiodifusión de televisión digital terrestre en Japón. Hay una única vía de transmisión, el aire, y las señales que contienen datos de imagen y audio se emiten desde múltiples emisoras de televisión en diferentes frecuencias. En el lado receptor, el usuario puede ver los programas de televisión de su elección seleccionando frecuencias específicas. La FDM también se utiliza para la radiodifusión analógica.
Multiplexación por división en el tiempo (TDM)
La multiplexación por división en el tiempo (TDM) es una tecnología de multiplexación que divide varios flujos de datos en intervalos de tiempo asignados como canales, y los transmite en la misma frecuencia a través de una única vía de transmisión.
La Figura 7-2 muestra un diagrama conceptual general de TDM. En el lado emisor, los múltiples flujos de datos de un dispositivo se dividen en franjas horarias y se asignan a canales, que se envían a través de una única ruta de transmisión mediante multiplexación. En el lado receptor, al dividir los canales utilizando la misma temporización que en el envío, los datos transmitidos pueden ser recibidos por múltiples dispositivos.
Un ejemplo del uso de TDM en la comunicación inalámbrica es la radiodifusión televisiva en Europa y Norteamérica.
Multiplexación por división de código (CDM)
La multiplexación por división de código (CDM) es una tecnología de multiplexación que mezcla con los datos códigos identificadores únicos para cada dispositivo, combina las señales en una sola banda de frecuencia y, a continuación, transmite las señales combinadas simultáneamente a través de una única vía de transmisión.
La figura 7-3 muestra cómo funciona el CDM. Los datos se mezclan (modulan) con códigos identificadores periódicos que tienen una duración inferior a la de un bit de datos para generar una señal modulada.*8Las múltiples señales moduladas de cada dispositivo se suman tal cual, multiplexándolas, y las señales multiplexadas se envían a través de una única ruta de transmisión. En el lado receptor, cada dispositivo mezcla con las señales multiplexadas los códigos identificadores utilizados en la modulación para restaurar (demodular) los datos y extraer los datos transmitidos.
No hay ejemplos de uso de CDM como estándar de comunicación inalámbrica, pero la adopción del esquema de acceso múltiple relacionado llamado acceso múltiple por división de código (CDMA) está muy extendida.
*8 Durante la transmisión, el ancho de banda de frecuencia de la señal modulada acaba siendo mayor que el del flujo de datos original (señal original). Esta característica ofrece ventajas para las aplicaciones de comunicación, como una mayor tolerancia al ruido externo que incide en la ruta de transmisión.
< Columna > Explicación de los términos FDD-LTE y TD-LTE que aparecen en las especificaciones técnicas de los smartphones
El envío y la recepción tienen lugar simultáneamente durante las comunicaciones móviles en smartphones o teléfonos móviles y las llamadas telefónicas en teléfonos fijos, con un único canal que se utiliza para la transmisión bidireccional de datos de audio. Esta transmisión bidireccional también puede considerarse un tipo de tecnología de multiplexación.
Términos como "FDD-LTE" y "TD-LTE" (TDD-LTE suele abreviarse como TD-LTE) aparecen a menudo en las especificaciones técnicas de productos como los smartphones. FDD significa "dúplex por división de frecuencia" y TDD, "dúplex por división de tiempo "*9. Ambos términos se refieren a la transmisión bidireccional.
La evolución a largo plazo (LTE), por su parte, es el estándar de telecomunicaciones del sistema de comunicaciones móviles de 4ª generación (4G), y éste también incluye el acceso múltiple (OFDMA en el caso de 4G). Por tanto, "FDD-LTE" indica tanto la transmisión bidireccional como el esquema de acceso múltiple utilizado.
Es un poco complicado, pero la transmisión bidireccional no es equivalente a la multiplexación, por lo que es típico que cuando se escribe sobre el acceso múltiple, que utiliza tanto la transmisión bidireccional como la multiplexación, se mencionen las dos por separado.
*9 FDD significa "dúplex por división de frecuencia", en el que se asignan frecuencias diferentes a la descarga (recepción de datos por el dispositivo) y a la carga (envío de datos por el dispositivo) para implementar la transmisión bidireccional (Figura 8-1).
En cambio, TDD significa "time-division duplex" (dúplex por división de tiempo), en el que se utiliza la misma banda de frecuencia para la descarga y la carga, los datos de audio se dividen a lo largo del eje temporal y el envío y la recepción de datos de voz se alternan a intervalos muy cortos (del orden de milisegundos en el caso de las llamadas de voz) para implementar la transmisión bidireccional (Figura 8-2). Por tanto, estrictamente hablando, TDD no proporciona envío y recepción simultáneos, aunque esto no produce efectos audibles antinaturales en el caso de las llamadas de voz.
La transmisión bidireccional se explica con más detalle enConocimientos básicos de comunicación inalámbrica: Mecanismo inalámbrico (2).
ÍNDICE: Acceso múltiple FDMA, TDMA y CDMA (1)
1. Tecnologías esenciales que permiten una utilización eficaz del ancho de banda de la señal para la comunicación inalámbrica
2. Transmisión de múltiples flujos de datos mediante comunicación inalámbrica
2.1 Multiplexación: Utilización eficaz de un único trayecto de transmisión (aire)
2.2 Acceso múltiple: Implementación de la comunicación inalámbrica entre múltiples usuarios sin interferencias
3. Funcionamiento del acceso múltiple: FDMA, TDMA y CDMA
3.1 Acceso múltiple por división de frecuencia (FDMA)
3.2 Acceso múltiple por división en el tiempo (TDMA)
3.3 Acceso múltiple por división de código (CDMA)
4. Resumen
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