Comparación de Los Diferentes Métodos de Acceso TDMA, FDMA, CDMA y OFDM

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4 “MÉTODOS DE ACCESO MÚLTIPLE: TDMA, FDMA, CDMA Y OFDM” MAESTRIA EN TELECOMUNICACIONES Asignatura: T eoría de la Comunicación Proesor: !r " Arturo Luis Inante Rielo T ra#a$o Tutorial: %M&TO!OS !E ACCESO M'LTIPLE: T!MA( )!MA( C!MA * O)!M+ Ela#orado ,or: Ing" -erónica -ega -aldi.ie/o Ing" Patricio 0ordillo Ló,e/ 0ua1a2uil( Ma1o 3456

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EL siguiente trabajo describe y compara los diferentes métodos de acceso TDMA, FDMA, CDMA y OFDM.

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“MÉTODOS DE ACCESO MÚLTIPLE: TDMA, FDMA, CDMA Y OFDM”

MAESTRIA EN TELECOMUNICACIONES

Asignatura:

Teoría de la Comunicación

Proesor:

!r" Arturo Luis Inante Rielo

Tra#a$o Tutorial:

%M&TO!OS !E ACCESO M'LTIPLE:T!MA( )!MA( C!MA * O)!M+

Ela#orado ,or:

Ing" -erónica -ega -aldi.ie/o

Ing" Patricio 0ordillo Ló,e/

0ua1a2uil( Ma1o 3456

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RESUMEN

Uno de los problemas a resolver en un sistema de comunicaciones es

cómo repartir entre varios usuarios el uso de un único canal decomunicación o medio de transmisión, para que puedan gestionarsevarias comunicaciones al mismo tiempo. Sin un método de organización,aparecerían interferencias que podrían bien resultar molestas, o biendirectamente impedir la comunicación.

Las técnicas de acceso al medio comprenden ciertos esquemas que sean propuesto e implementado para asignar los recursos de la red a losdiferentes usuarios, especí!camente determinan la manera como losusuarios acceden al medio de transmisión para acer uso del mismo.

Las técnicas de acceso est"n relacionadas con la capacidad, calidad,e!ciencia, seguridad, disponibilidad, velocidad de transmisión,compatibilidad del sistema particular.

#entro de las principales técnicas de acceso múltiple se tiene, $cceso%últiple por #ivisión de &iempo '&#%$(, $cceso %últiple por #ivisión de)recuencia ')#%$(, $cceso %últiple por #ivisión de *ódigos '*#%$( +$cceso %últiple por #ivisión de )recuencia rtogonales ')#%(.

-n la técnica &#%$, un canal es una frecuencia especí!ca usada duranteun periodo especí!co por cada usuario.

-n )#%$, cada usuario utiliza una frecuencia diferente, es decir, uncanal es una frecuencia.

-n la técnica *#%$, cada usuario usa la misma frecuencia todo eltiempo pero su patrón de código cambia constantemente.

-n )#%, cada usuario usa un subconunto de subportadoras defrecuencia + se usa multiple/ación en el tiempo sobre cada una de ellas. 

-n este trabao se determinaran las características principales de cadauna de estas técnicas de acceso al medio0 se plantearan las ventaas +desventaas de cada una de las técnicas + !nalmente se realizaran lascomparaciones entre los métodos.

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IN!ICE

1. 23&#U**23555555555555555555555555555

5555555...5566. )U3#$%-3&S &7*32*S 8 &-92*S55.55555555555.

55555555.56:. $;L2*$*23-S 8 $S;-*&S -*39%2*S55.55555555555.

5.555.5.5564. *3*LUS23-S55.55555555555.

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5" INTRO!UCCI7N

#ebido al aumento en la demanda de los servicios de telefonía móvil,estos sistemas an tenido que evolucionar principalmente paraproporcionar servicios a ma+or cantidad de usuarios + optimizar el usode los recursos asignados. La utilización de esquemas de accesomúltiple permite a varios usuarios compartir recursos para transmitir +recibir información.

-n este trabao se describen los esquemas de acceso múltiple m"susados en los sistemas de telefonía móvil, tales como $cceso %últiplepor #ivisión de &iempo '&#%$(, $cceso %últiple por #ivisión de)recuencia ')#%$(, $cceso %últiple por #ivisión de *ódigos '*#%$( +$cceso %últiple por #ivisión de )recuencia rtogonales ')#%(.

Los sistemas de comunicaciones móviles an dio evolucionado debido a

la demanda de servicios que ofrecen. La primera generación de telefoníamóvil apareció a principios de los aBos ocentas, conocida como 1>,caracterizada por ser analógica + emplear )#%$ como técnica de accesomultiple. La tecnología digital se izo m"s frecuente + los sistemasanalógicos de 1>, fueron sustituidos por sistemas digitales a los cualesse les llamo sistemas de segunda generación de telefonía móvil '6>(.Los sistemas de segunda generación se caracterizan por su naturalezadigital, ofreciendo meor calidad de voz + servicios de datos. -stossistemas utilizan como esquema de acceso múltiple )#%$, &#%$ +*#%$.

-l deseo de tasas de datos m"s altas + meores servicios motivó eldesarrollo de los sistemas de tercera generación de telefonía móvil ':>(.Los cuales presentaron ma+or capacidad, + lograron brindar servicios depaquetes de datos de alta velocidad, tales como internet móvil, vídeo,servicios multimedia. Uno de los sistemas m"s representativos de :> esel acceso múltiple por división de código *#%$.

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;ara la siguiente generación de comunicaciones móviles se presenta unanueva propuesta de método de acceso que ofrece importantes ventaas.La nueva tecnología se denomina )#%$. -s importante mencionar queeste método de acceso es empleado tanto por las tecnologías celularesque se per!lan como opciones de cuarta generación '4>( como son L&-

'Long &erm -volution(, la cual es una red inal"mbrica ultrarr"pida, unsuperautopista de la información sin cables.

3" )UN!AMENTOS T&CNICOS * TE7RICOS

3"5 T&CNICAS !E ACCESO M'LTIPLE

Uno de los puntos mas importantes en un sistema de comunicaciones esla forma como se accesa al medio de comunicación, por ello esnecesario acer uso de técnicas de acceso múltiple. %últiple ace

referencia a que mucos usuarios puedan establecer una comunicaciónsimultanea, es decir una gran cantidad de subscriptores comparten unconunto de canales de radio + cualquier usuario podría accesar acualquiera de los canales disponibles, esto dependiendo de la técnica deacceso múltiple utilizada.

Una técnica de acceso múltiple de!ne cómo se utiliza el espectro defrecuencias para crear + asignar los canales a los múltiples usuarios enel sistema.

-/isten diferentes métodos de acceso múltiple, pero los m"s comunessonC

 &#%$ '$cceso %últiple por #ivisión de &iempo(. )#%$ '$cceso %últiple por #ivisión de )recuencia(. *#%$ '$cceso %últiple por #ivisión de *ódigos(. )#%$ '$cceso %últiple por #ivisión de )recuencia

rtogonales(.

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-n algunas ocasiones las frecuencias de seBales de radio pueden sermu+ difíciles de obtener, llegando a ser mu+ costosas cuando seencuentran disponibles. $nte este panorama la industria que maneatecnologías inal"mbricas como la telefonía celular, utiliza estasdiferentes técnicas para permitir que múltiples usuarios utilicen

e!cientemente las frecuencias asignadas.

8tt,:99redes5"e#s"com9lectura33",d T;cnicas !e Acceso M<lti,leSe utilizan en el ambiente de las comunicaciones para que variosdispositivos 'computadoras, teléfonos, radios, etc.( puedan acceder almedio o canal de comunicación de manera ordenada. Sin las técnicas deacceso múltiple, las comunicaciones entre dispositivos serian un caos.Las técnicas de acceso múltiple nos permiten compartir un mismo canal

de comunicación para varios usuarios

;rimera generación '1>( La telefonía celular empleo la técnica de )#%$.-sta asigna a cada usuario una frecuencia de :DEFz de anco de bandaen el sistema $nalógico $%;S 'Sistema de telefonía móvil avanzado(.*omo el espectro es limitado, solo se podía acomodar un número !o deusuarios, por lo que al ingresar m"s usuarios al sistema se empezaron abloquear los canales.

Segunda generación '6>( Se caracterizo por ser digital + emplear latécnica &#%$, que es un sistema de acceso múltiple que divide el canal

de :D Ez. en tres ranuras de tiempo. &#%$ vino a triplicar el número deusuarios en comparación con el sistema analógico $%;S de la primerageneración de celulares. $l incrementarse el número de usuarios estatécnica de acceso múltiple también es ine!ciente. &ercera generación':>( *onocida como *#%$ asigna códigos a los usuarios al compartir unmismo espectro de frecuencias. *on esta técnica se incrementaconsiderablemente el número de usuarios por radioGbase.

 $cceso %últiple por #ivisión de &iempo '&#%$( La tecnología &#%$,permite a los operadores de red celular multiple/ar transmisionesmúltiples sobre una frecuencia de radio. -sto proporciona un ma+or

soporte de suscriptor utilizando el espectro de frecuencias disponibles.-n -stados Unidos la tecnología $%;S + la &#%$ deben ser compatiblespara que los teléfonos celulares puedan operar autom"ticamente enmodo dual 'modo analógico + modo digital(. $ctualmente, &#%$ soportatres ':( transmisiones digitales sobre una frecuencia, lo cual es bastantepara un limitado espectro de frecuencias. $simismo, el est"ndar de

 &#%$ de!ne un soporte de diez '1D( transmisiones por frecuencia, pero

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no a sido probado en ninguna red celular. -n redes >S%, la tecnología &#%$ se encuentra dividida en oco 'H( ranuras de tiempo 'en lugar detres(, esa es la razón por la que >S% puede soportar un ma+or númerode suscriptores por canal de voz. La razón de la diferencia es que elespaciamiento de los canales de $%;S es de :D Ez. 8 en las redes >S%

es de 6DD Ez. -n el momento que un teléfono celular solicita serviciodesde un sitio celular, dico sitio identi!ca la frecuencia a la que elteléfono transmite + la breca de tiempo que utilizar", de este modo sele asigna esta breca de tiempo al teléfono celular + no ser" utilizadapor ningún otro teléfono de la misma celda. -l teléfono celular notransmite mientras su breca de tiempo no este disponible, esteprocedimiento se conoce como &ransmisión por r"fagas. -l est"ndar quede!ne a &#%$ fue dado por -2$I&2$ + es conocido como 2SG<4, peroactualmente el nuevo est"ndar es el 2SG1:@ que soporta servicio macrocelular para una cobertura geogr"!ca grande con baa cantidad desuscriptores. &ambién soporta procedimientos para redes inal"mbricas!as usando teléfonos !os + terminales de datos. $simismo, dicoest"ndar soporta la interacción irrestricta con las redes $%;S +a queestas últimas operan a JDD%z. 8 las &#%$ en un intervalo de asta 6>z. &ambién el nuevo est"ndar integra ma+ores características a losteléfonos celulares como el indicador de mensae de espera en elaparato, identi!cador de llamadas, capacidad de localizadoralfanumérico +Io envío de mensaes + modo de suspensión. )inalmenteel eco por que dica tecnología no se difundió m"s es porque sedebate la interferencia de dicos teléfonos con otros equiposelectrónicos como sistemas de navegación aérea, au/iliares de audición

+ posiblemente con algunos marcapasos ')2, adio )recuenc+2nterference(. La interferencia se debe a que dicos equipos utilizancristales en sus circuitos los cuales oscilan a frecuencias que sonutilizadas por el teléfono + se produce la interferencia, eco que nosucede en los teléfonos de tecnología *#%$.

$cceso %últiple ;or #ivisión #e *ódigo '*#%$( -n *#%$ variasfrecuencias se envían sobre la misma frecuencia sin multiple/ado, en sulugar se agrega un código único para cada transmisión. #e este modolos aparatos reciben todas las transmisiones, decodi!can cada una +allan el código correcto. $ esta tecnología de dispersar frecuencias portodo el espectro se le conoce como #ispersión espectral. Las ventaas de*#%$ sonC ♣ *ontempla un método de control de energía diseBado parael aorro de la batería + para a+udar a que no a+an interferencias conotro canal. $sí se establece una comunicación con el sitio celularreceptor + el teléfono para mantener los niveles de potencia constantes+ los m"s pequeBos posibles. ♣ -n *#%$ 3 se emplean cristales, loscuales al oscilar crean problemas de )2 potenciales para otros equipos

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electrónicos. ♣ -l andoK 'pase entre celdas( es el convencional 'fuerte(con uno suave adicional. *uando el teléfono cruza la frontera de unacelda, la celda original continua proporcionando servicio al teléfono. Lanueva celda se activa + el teléfono funciona en ambos sitios celularesasta alcanzar la su!ciente intensidad de seBal que la nueva celda

pueda tomar. ♣ 3o a+ degradación notable de la calidad de transmisióndurante el andoK, lo cual es crítico en la transmisión de datos. *#%$soporta servicios de datos, conmutación de paquetes + la integración dedatos empaquetados digitales celulares '*#;#(.

$ continuación realizaremos una comparación de &#%$ frente a *#%$

♣ *alidad de las llamadas *odi!cador de fonía de 1: Eb de alta calidadCLa estructura de canales de &#%$ no permite m"s que un codi!cador defonía de H Eb + se planeó para evolucionar a un codi!cador de 4 Eb. ;orsu parte, la estructura de *#%$ usa 1: Eb a plazo corto, proporcionandola meor calidad en el lanzamiento + dispone en la actualidad de uncodi!cador meorado de H Eb. *esión suaveC &#%$ usa una cesión durao brusca al pasar de un sitio de célula a otro, lo que da como resultadopuntos mudos notables en las llamadas. -stos puntos mudos pueden serimportantes en ciudades tales como &oronto o %ontreal, donde lascesiones se producen de dos a cuatro veces por minuto. ;or otra parte,*#%$ emplea una técnica denominada de cesión suave para eliminarese problema. La cesión suave permite que el teléfono reciba seBales de: a < sitios de células ad+acentes + combina todas ellas para eliminar lossilencios de cesión, adem"s de meorar la calidad general de la seBal'escogiendo siempre la meor de entre las tres a cinco que recibe(.

*apacidad de ed Las consideraciones de capacidad para la tecnologíadigital fueron mu+ importantes con el !n de reducir la necesidad deacer evolucionar la red de un modo importante en el futuro cercano.-staban en uego varias cosasC el eco de que los clientes se sentíanmolestos por otro cambio, el deseo de la compaBía de no tener queinvertir capitales adicionales en otra red + la necesidad de aceptar lacarga de tr"!co de crecimiento r"pido de la red. La capacidad de *#%$a sido un tema mu+ debatido en la industria + estuvo sueto a unescrutinio importante por la =ell %obilit+. $l terminar el día, =ell %obilit+

consideraba que asta las opiniones m"s conservadoras respecto a lacapacidad de *#%$ indicaban que ofrecía por lo menos el doble que &#%$. $dem"s, incluso al adoptar la opinión conservadora, =ell %obilit+podía satisfacer los requisitos de capacidad para el futuro previsible,como puede verse en la gr"!ca que sigueC

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*#%$ alcanza esta ventaa de capacidad mediante las técnicas que

siguenC 1. *odi!cadores de fonía de velocidad variable, que reducen lavelocidad de transmisión cuando el altavoz no esté funcionando. -statécnica permite que el canal se compacte m"s e!cientemente, dandocomo resultado capacidad adicional. 6. Se emplean técnicas de controlde fuerza para mantener la potencia transmitida en el mínimo absoluto

que se requiere para dar como resultado una llamada de gran calidad. Larelación con la capacidad es como sigueC %enos potencia menosenergía menos interferencias ma+or capacidad ♣ -mpleo %"s$mplio Se a escogido *#%$ como la tecnología digital de segunda

generación preferida por m"s de la mitad de la industria norteamericana

con el resto dividido entre otras dos tecnologías digitalesC &#%$ + >S%.;or lo tanto, =ell %obilit+ consideró que el meor modo de satisfacer las

necesidades de sus clientes, que usan sus servicios en todos los -stadosUnidos + el *anad", era la selección de una tecnología desplegada con

ma+or amplitud que otras tecnologías digitales alternativas. ♣ -!cienteen *ostos $l evaluar la estructura de costos de &#%$ en función de

*#%$, =ell %obilit+ llegó a la conclusión de que *#%$ era una soluciónm"s e!ciente en costos a largo plazo. -ste bene!cio de costos se

obtiene en gran parte debido a dos factoresC 1. >anancias de capacidadCUna ma+or capacidad por unidad signi!ca que es preciso desplegar

menos sitios para satisfacer una demanda dada de tr"!co. 6. -!cienciasde coberturaC La cobertura generada por la tecnología *#%$ es meorque las de $%;S o &#%$ 'en de : a @ d=(. Una meor cobertura signi!ca

meor calidad + menos sitios requeridos para proporcionar serviciosfuera de los centros urbanos principales.

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ttpCIIMMM.netMorNMorld.esIarciveIMcdmaGaccesoGmultipleGporGdivisionGdeGcodigos

C!MA: acceso m<lti,le ,or

di.isión de códigos =os; M" >uido#ro"

La introducción de los estándares de tercera generación revolucionará los servicios y lasaplicaciones móviles. Entre estas normas 3G destacan CDMA y (WCDMA! "ue aportan unm#todo de acceso m$ltiple por división de códigos.

La primera generación (%G de tele&on'a celular empleó la t#cnica DMA! "ue asigna a cadausuario! en las )andas de *++ y ,++ M-! una &recuencia de /0 y 3+ 1- de anc2o de )andaen el sistema analógico EAC y AM45! respectivamente. Como el espectro a utiliar eslimitado! solo se puede asignar un n$mero &i6o de usuarios! por lo "ue al incorporarse másusuarios al sistema se empearon a )lo"uear los canales.

La segunda generación (/G se caracteria por ser digital y emplear la t#cnica DMA. Estesistema de acceso m$ltiple divide cada canal de &recuencia en ranuras de tiempo (time slots"ue se asignan a las conversaciones! lo "ue permite multiplicar el n$mero de usuarios "ue sepueden conectar al sistema. En Estados 7nidos esta t#cnica es conocida tam)i#n como 8590:!y &ue adoptada en %,,% por la 8A (elecommunications 8ndustry Association. En Europa y engran parte del mundo! el sistema más conocido de este tipo es G5M! norma presente en tresde cada cuatro móviles (más de *++ millones de usuarios en todo el mundo a mediados de/++/ y "ue! con la introducción de WA4 para acceso a contenidos de 8nternet y G4;5 paraaumentar la velocidad y la e&iciencia en la utiliación del canal radio! se presenta como lageneración intermedia (/.0G.La tercera t#cnica! conocida como CDMA (Code Division Multiple Access! asigna códigos atodos los usuarios compartiendo un mismo espectro de &recuencias! lo "ue incrementa

considera)lemente el n$mero de ellos por estación )ase de radio. 7na variante de estat#cnica es la conocida como WCDMA (Wide)and CDMA! utiliada en el sistema 7M5(7niversal Mo)ile elecommunications 5ystem de tercera generación! uno de los cincocontemplados dentro de la &amilia 8M9/+++ propuesta por la 87 (8nternationalelecommunications 7nion.

Caracter'sticasCDMA es un termino gen#rico "ue de&ine una inter&a de aire inalám)rica )asada en latecnolog'a de espectro e<tendido (5pread 5pectrum. 4ara tele&on'a celular! CDMA es unat#cnica de acceso m$ltiple especi&icada por la 8A como 859,0. En maro de %,,/! la 8Aesta)leció el su)comit# ; :0.0 con la &inalidad de desarrollar un estándar de tele&on'a celular digital con espectro e<tendido! "ue &ue apro)ado &inalmente en 6ulio de %,,3.Los sistemas 859,0 dividen el espectro en portadoras de %!/0 M- (mientras "ue WCDMA lo

2ace en una portadora $nica de 0 M-. 7nos de los aspectos $nicos de CDMA es "ue! apesar de "ue e<iste un n$mero limitado de llamadas tele&ónicas "ue pueden ser atendidas por un operador de servicios de tele&on'a! #ste no es un n$mero &i6o sino "ue la capacidad delsistema depende de muc2os &actores.Cada dispositivo "ue utilia CDMA está programado con un pseudocódigo! "ue se usa parae<tender =e<pandir= una se>al de )a6a potencia so)re un espectro de &recuencia amplio. Laestación )ase utilia el mismo código en &orma invertida (todos los ceros son unos y los unosceros para reconstruir la se>al original. odos los otros códigos permanecen e<tendidos!indistingui)les del ruido de &ondo! y de esta manera se consigue una mayor e&iciencia en la

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utiliación del espectro radioel#ctrico y una mayor seguridad en la comunicación!realiándose! eso s'! un control de potencia! en lugar de un control de &recuencia! ya "ue estaes $nica para todos.-oy en d'a e<isten muc2as variantes! pero el CDMA original es conocido como cdma?ne )a6ouna marca registrada de la empresa estadounidense @ualcomm! "ue evoluciona 2aciacdma/+++. A CDMA se le caracteria por su alta capacidad y celdas de radio pe"ue>as! "ue

emplea espectro e<tendido y un es"uema de codi&icación especial lo me6or de todo es "ueresulta muy e&iciente en potencia.CDMA &ue introducido en %,,0 y 2oy en d'a es el segundo sistema digital en n$mero desuscriptores! por detrás de G5M. -oy está en uso en 0+ pa'ses con más de %/+ redes "uedan servicio a unos %/+ millones de personas! )ásicamente en el continente americano!aun"ue tam)i#n e<isten algunas redes en Europa del Este! ?riente Medio y B&rica. WCDMAse está desplegando so)re todo en Europa y en apón.

Compartición de &recuenciai la t#cnica DMA ni DMA permiten solapamiento en la &recuencia o en el tiempo de latransmisión de las estaciones! algo "ue se puede 2acer con la t#cnica CDMA! de AccesoM$ltiple por División de Código. anto en CDMA como en WCDMA no e<iste división en eltiempo y todos los usuarios utilian la portadora todo el tiempo! pero el segmento espectral

"ue se le asigna es considera)lemente mayor "ue el utiliado en DMA o DMA! y paraconseguir "ue di&erentes usuarios puedan ocupar la misma )anda! a cada uno de ellos se leasigna un código )inario distinto.

 As'! el sistema 7M5 emplea WCDMA! donde todos los usuarios utilian la misma &recuenciaa la ve para transmitir la in&ormación la di&erenciación se realia por el código! ya "ue cadausuario utilia un código di&erente! y para identi&icar la se>al procedente de cada uno serealia una correlación con su código.(WCDMA se )asa en la e<pansión del espectro de la se>al a trasmitir por medio desecuencias ortogonales. De este modo! la in&ormación no se inter&iere con ninguna otra! ya"ue el receptor rec2aar'a completamente la se>al del resto de usuarios! pero en la prácticalos códigos no son totalmente ortogonales! por lo "ue se origina un cierto nivel de inter&erenciaasimila)le a ruido. As'! el receptor sólo puede demodular la se>al si conoce la secuencia "uese 2a utiliado en su e<pansión! siendo para los otros transmisores! los "ue utilicen la misma

8tt,:99senales"telcel"com9contenido9articulos9dmatdmacdma"8tml

De todos esos cambios uno de los más significativos tiene que ver con los métodos de acceso que

las estaciones móviles emplean para compartir el uso de los canales disponibles en cada radiobase.

Adicionalmente, los cambios en estos métodos de acceso también han marcado a las generaciones

en que se divide la evolución de las comunicaciones móviles.

En un inicio, cuando se comenzó con la telefonía celular analógica se empleó

el método FDMA (Frequency Division Multiple Access) en donde un usuario

hacía uso de manera exclusiva de cada canal. Posteriormente vino la

digitalización y los operadores celulares se dividieron en dos, los que

emplearon TDMA (Time Division Multiple Access) y los que apostaron por la

revolucionaria tecnología CDMA (Code Division Multiple Access). En el primer

caso, un canal de RF es compartido por varios usuarios pero a distintos

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instantes mientras que en CDMA un canal de RF es utilizado por varios

clientes y al mismo tiempo pero la señal de cada uno es modulada con un

código diferente a través del cual se identifica la información de cada usuario.

Con la tercera generación llegó un nuevo método de acceso, pero que es una

evolución de CDMA y que es conocida como W-CDMA (Wideband Code

Division Multiple Access).

Para la siguiente generación de comunicaciones móviles se presenta una

nueva propuesta de método de acceso que ofrece importantes ventajas. La

nueva tecnología se denomina OFDMA (Orthogonal – Frequency Division

Multiple Access). Es importante mencionar que este método de acceso es

empleado tanto por las tecnologías celulares que se perfilan como opciones de

4ª Generación como son LTE (Long Term Evolution), UWB (Ultra WideBand)

como por la tecnología WiMax.

OFDMA atiende a uno de los problemas que más afectan la transmisión

inalámbrica de señales de banda ancha como lo es la interferencia generada

por la propagación multitrayecto que hace que a un equipo receptor además de

la señal original le lleguen otras que son “rebotes” de la original y que al estar

desfasadas en el tiempo provocan atenuaciones. Para lograr lo anterior, en

lugar de modular una sola por usuario, lo que se hace es dividir el flujo de

información de un cliente en varios flujos a través de una conversión Serie a

Paralelo. Cada uno de los flujos resultantes modula una de las múltiples

portadoras que se tienen por canal como se ilustra en la figura siguiente.

Por ejemplo, en un canal de 5.5 MHz se pueden tener aproximadamente 1024

portadoras con un espaciamiento mínimo que evita la interferencia

intersimbólica.

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“MÉTODOS DE ACCESO MÚLTIPLE: TDMA, FDMA, CDMA Y OFDM”

Además del manejo de múltiples portadoras, se utilizan técnicas de

modulación muy complejas como lo son el esquema 16 QAM y 64 QAM que

aumentan de manera notable el ancho de banda que se puede manejar.

Adicionalmente se emplean técnicas muy avanzadas de corrección de errores

FEC (Forward Error Correction) con lo que es factible lograr velocidad de

transmisión de decenas de Mbps aún en condiciones de propagaciónadversas.

Finalmente, las portadoras presentes en un canal son asignadas de manera

dinámica entre los usuarios que se encuentren dentro de la cobertura de una

determinada radiobase. De esta forma estos usuarios pueden transmitir al

mismo tiempo y con un uso eficiente del ancho de banda dependiendo de los

requerimientos de cada uno de acuerdo a la aplicación que en su momento

estén utilizando (llamada telefónica, videotelefonía, transmisión de datos, etc.).

La implantación de estas tecnologías exige una capacidad de procesamiento

sumamente alta por parte de los circuitos que procesan las señales en cada

terminal móvil. Este tipo de tecnologías antes solo eran encontradas en

equipos de transmisión de alta capacidad y con precios de decenas de miles

de dólares. En muy pocos años veremos las mismas tecnologías pero ahora

en teléfonos móviles con precios de centenas de dólares. Esto es apenas un

ejemplo de lo mucho que se ha avanzado en las tecnologías inalámbricas de

banda ancha.

)#%$C -n este caso cada usuario tiene un canal de frecuencia asignadopara la comunicación, mientras ésta dure. -ste canal puede estarpermanentemente asignado 'como es el caso de los canales satelitales

asignados a los carrier internacionales( o ser usado transitoriamente porel usuario, 'como es el caso de la telefonía celular analógica $%;S(. -lesquema tiene la ventaa de ser relativamente f"cil de implementar +

sencillo de administrar, cuando el número de usuarios es relativamentebao. Las desventaas son mucasC el sistema es relativamente rígido +cada equipo debe estar provisto de las componentes necesarias para

usar la frecuencia disponible. 3o es mu+ e!ciente cuando el número deusuarios es elevado, por lo cual no se usa, solo en los sistemas celulares

de 6a generación + superiores. &ampoco se adapta mu+ bien a latransmisión de datos. 8 la estimación del canal es distinta en UL + #L.

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“MÉTODOS DE ACCESO MÚLTIPLE: TDMA, FDMA, CDMA Y OFDM”

 &#%$C -n este caso cada usuario tiene asignado un canal durante unaranura de tiempo sobre un rango determinado de una banda de

frecuencias para su comunicación. ;uede ser que se utilice la banda de

frecuencias completa para la transmisión, o, simplemente, un rango defrecuencias dentro de la banda. -ste canal puede estar

permanentemente asignado 'como es el caso de los canales satelitalesasignados a los carrier internacionales( o ser usado transitoriamente por

el usuario, 'como es el caso de la telefonía celular analógica 2SG1:@,>%S, #-*&(. Oentaa en la estimación de canal en UL para #L.

*#%$C-n este caso cada usuario tiene todo el anco de banda de frecuenciaasignado para su comunicación durante todo el tiempo que ésta dure,pero su comunicación se realiza utilizando un código que es único. Losrequerimientos de anco de banda son mu+ superiores a otros sistemasdebido a que cada bit transmitido, codi!cado en forma polar, debe ser

multiplicado por una secuencia difusora de cips.

8tt,:99datateca"unad"edu"co9contenidos934?45@9ContLin39leccin5Btcnicasdemulti,leacin"8tml

3.

:.   FDMA

0. 5e denomina acceso m$ltiple por división de &recuencias (DMA re"uencyDivision Multiple Access. El anc2o de )anda disponi)le es dividido en unaserie de canales "ue son asignados )ien sea para trasportar se>ales decontrol o se>ales de vo.Cada canal asignado a un usuario es de 3+ F- yopera )a6o la modalidad simple<%H. anto el receptor como el emisor utilian lamisma &recuencia y por lo general esta tecnolog'a es usada en los sistemas de

radio comercial y televisión.I. igura %I. #cnicas de Multiple<ación

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“MÉTODOS DE ACCESO MÚLTIPLE: TDMA, FDMA, CDMA Y OFDM”

J.

*. uenteK El Autor ,.   TDMA

%+. El acceso m$ltiple por división del tiempo (DMA ime Division Multiple Access es el proceso por el cual a un usuario se le asigna una porción detiempo para su conversación. En sistemas celulares digitales! la in&omaciónde)e ser convertida desde su origen análogo (o 2umana en datos digitales(%s y +s. 7n dispositivo codi&icadordecodi&icador realia la conversiónanalógica9a9digital9a9analógica. Entre más e&iciente sea este dispositivo! puedeasignar mas porciones de tiempo para ser compartidas por los usuarios. 4or e6emplo! si la vo 2umana puede ser comprimida a una tasa de 0K%! entonces 0porciones de tiempo podr'an estar disponi)les. 4or lo general DMA asignatres porciones de tiempo en cada canal de 3+ F-.

%%.   CDMA

%/. El acceso m$ltiple por división de código (CDMA Code Division Multiple Access es el más e&iciente de los sistemas de acceso y está desplaandosigni&icativamente los sistemas DMA y DMA. En lugar de dividir los usuariosen tiempo o &recuencia cada usuario o)tiene todo el espectro de radio en todomomento. Las actuales implementaciones de la t#cnica CDMA utilian unanc2o de )anda de canal de %./0 M- comparados con los 3+ M- usadospor DMA y DMA. 7n tama>o de canal de %./0 M- permite la propagaciónde %/* llamadas simultáneas gracias a la codi&icación digital. M$ltiplesconversaciones pueden ocurrir so)re el mismo canal y todas se transmitencodi&icadas en &orma digital. De)ido al amplio uso de esta tecnolog'a en lossistemas de tele&on'a celular! las estaciones )ase poseen toda la

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“MÉTODOS DE ACCESO MÚLTIPLE: TDMA, FDMA, CDMA Y OFDM”

in&raestructura necesaria para manipular (e<traer las conversacionesindividuales codi&icadas. CDMA cuenta con )ene&icios muy atractivos comomayor capacidad! mayor seguridad y me6or calidad de las llamadas.

5B" APLICACIONES * ASPECTOS ECON7MICOS

5D" CONCLUSIONES

Las tecnologías digitales de acceso múltiple proveen una ma+orversatilidad a los sistemas, puesto que permiten un procesamiento deseBal mas efectivo, por medio del cual la calidad de seBal + la capacidad

del sistema se pueden incrementar según la tecnología de fabricación lopermita + se puede controlar pr"cticamente a voluntad.

56" ILIO0RA)FA

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“MÉTODOS DE ACCESO MÚLTIPLE: TDMA, FDMA, CDMA Y OFDM”

8tt,:99catarina"udla,"m9udla9tales9documentos9lem9tecuan8ue8uer$9ca,itulo3",d 

O=O 8tt,:99es"slides8are"net9du.erG43G9redesHm.ilesHcursoHintroductorioH,arteH3

5" 0LOSARIO

ANEJOS

)!MA

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T!MA

C!MA

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O)!M