Modul #12
TE3113 TE3113 SISTEM KOMUNIKASI SISTEM KOMUNIKASI 22
Multiple Akses :FDMA , TDMA
Program Studi S1 Teknik TelekomunikasiDepartemen Teknik Elektro - Sekolah Tinggi Teknologi Telkomp gg g
Bandung – 2007
Multiple Akses
TE3113 - Siskom 2 - Multiple Akses 2
Definisi Multiple AccessTeknik 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 DuplexingUntuk 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).
TE3113 - Siskom 2 - Multiple Akses 4
Duplexing - FDDYaitu satu kanal disediakanYaitu satu kanal disediakan satu pasang frekuensi (frekuensi kirim dan terima dibedakan) B M
Fdibedakan).
Jarak antara frekuensi kirim dan terima disebut sebagai
B M
RBase Station
MobileStation
dan terima disebut sebagai “Frekuensi Duplex Spacing”.
Reverse ForwardReverse Channel
Forward Channel
frequencyfc,R fc,,F
Frequency separation
Frequency separation should be carefully decidedFrequency separation is constant
TE3113 - Siskom 2 - Multiple Akses 5
Frequency separation is constant
Duplex Communication - FDDFDD ( Frequency Division Duplex ).
Base StationB
Mobile Terminal
Forward ChannelReverse Channel B
MReverse Channel
Forward Channel dan Reverse Channel menggunakan band frekuensi Yang berbeda
TE3113 - Siskom 2 - Multiple Akses 6
Duplexing - TDDY it d l t k l di di kYaitu dalam satu kanal disediakan satu pasang waktu (waktu kirim dan terima dibedakan). Dalam TDD ini frekuensi kirim dan B MDalam TDD ini frekuensi kirim dan terima besarnya sama. Jarak atau spasi antara waktu kirim dan terima disebut sebagai “Time Duplex Spacing”
B M
Base Station
MobileStation
Duplex Spacing .
0 1 2 3 4 5 6 7 … Slot numberF R R R R ….
Reverse Forward
channel F F F
Channel Channel
timeTi Ti+1
TE3113 - Siskom 2 - Multiple Akses 7
Time separation
Duplex Communication - TDDTDD ( Time Division Duplex ).
Base StationB
Mobile Terminal M B M B M B B
M
Satu frekuensi kanal yang dipergunakanSatu frekuensi kanal yang dipergunakanKanal tersebut dibagi kedalam Time SlotMobile station dan base station memancarkan Time Slot secara bergantian.
TE3113 - Siskom 2 - Multiple Akses 8
Perbedaan FDD & TDD
TE3113 - Siskom 2 - Multiple Akses 9
Frequency Division Multiple Access Principles
Tiap user menempatibandwidth tertentu /memiliki frekuensimemiliki frekuensicarrier tertentu.
F
F1F2F3
CH 1CH 2CH 3 BW
F
.
.
.
BW
TE3113 - Siskom 2 - Multiple Akses 10
Sifat-sifat FDMA
Kelebihan dari FDMA :- Jaringan komunikasi sederhana g- Tidak memerlukan network timing Permasalahan di FDMA :Permasalahan di FDMA :
Derau intermodulasi (memerlukan filter yang baik )Sulit pengalokasian kanal sesuai p gkebutuhan trafik
TE3113 - Siskom 2 - Multiple Akses 11
Karakteristik FDMA1 P b i k l b d k b i f k i1. Pembagian kanal berdasarkan pembagian frekuensi.2. Frequency agility. 3. Continuous transmissions. 4 Simultaneous transmission and reception4. Simultaneous transmission and reception. 5. FDMA mempunyai bandwidth yang lebih sempit (+/- 30 kHz).6. Lower transmission overhead. 7. High infrastruktur costs.7. High infrastruktur costs. 8. Handoff complexity. 9. Sulit dan mahal untuk menyesuaikan dengan kemajuan
teknologi, sangat banyak hardware yang perlu diganti untukmemenuhi teknologi barumemenuhi teknologi baru.
10. Tidak flexible terhadap layanan-layanan baru.11. Control channel terletak di Frequency 1 untuk menghandle
pemutusan hubungan.pemutusan hubungan.12. Seluruh sirkit voice adalah ”fully trunked” (kalau sudah diduduki
dipegang terus), continuous transmission.13. Satu sirkit per kanal RF.
TE3113 - Siskom 2 - Multiple Akses 12
Contoh aplikasi FDMAFDMA – FDD = Setiap kanal dialokasikan satu pasang frekuensi untuk kirim dan terima.FDMA – TDD = Setiap kanal dialokasikan psatu pasang waktu (frekuensi sama) untuk kirim dan terima.
TE3113 - Siskom 2 - Multiple Akses 13
Capacity of FDMA Systems
…Frequency spectrum allocated for FDMA system
…Guard Band
Guard Band
channel
guardt BBN
2−
c
gua dt
BN =
B : Total spectrum allocationBt : Total spectrum allocationBguard: Guard band allocated at the edge of the spectrum bandBc : Bandwidth of a channel
AMPS has 12.MHz simplex spectrum band, 10Khz guard band, 30kHz channel bandwidth (simplex): Number of channels is 416.
TE3113 - Siskom 2 - Multiple Akses 14
Time Division Multiple Access Principles
Tiap user menempati slot waktu tertentu / tiap
k diki i kuser akan dikirimkan pada waktu yang berbeda.berbeda.
.
F
. . . . .
BW
. . . . .
T1
t
T2 T3
TE3113 - Siskom 2 - Multiple Akses 15
Sifat-sifat TDMAKelebihan TDMA :
Efisiensi spektrum lebih tinggiTidak memerlukan kontrol daya
Kekurangan TDMA :Signal recoveryTidak efisien untuk trafik rendah (Overhead besar)
TE3113 - Siskom 2 - Multiple Akses 16
Karakteristik TDMA1 P l k i k l b d k b i l t kt1. Pengalokasin kanal berdasarkan pembagian slot waktu.2. Multiple circuit per RF Carrier. Tidak diperlukan frequency
agilty.g y3. Burst transmission. 4. Pemancaran dan penerimaan tidak kontinyu dan dapat
diatur secara bergantiandiatur secara bergantian. 5. Bandwidth transmisi yang lebih lebar. Kanal TDMA
memerlukan bandwidth yang lebih lebar dibandingkan d k l FDMA d f kt ki ki ddengan kanal FDMA dengan faktor kira-kira sama dengan jumlah sirkit per carrier. TDMA ini dapat memperbaiki performansi akibat interferensi dan multipath fading.
6. Format transmit BURST TDMA memerlukan bit-bit untuk sinkronisasi pada setiap burst.
7 Infrastructure cost Hal ini yang merupakan keuntungan
TE3113 - Siskom 2 - Multiple Akses 17
7. Infrastructure cost. Hal ini yang merupakan keuntungan pokok untuk TDMA.
Features of TDMA
Enables the sharing of a single radio channel among N usersRequires 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 i i i b t ( t ti )Transmission occurs in bursts (not continues)Enables power saving by going to sleep modes in unrelated slotsDiscontinues transmission also enables mobile assisted handoff
Requires synchronization of the receiversRequires synchronization of the receivers. Need guard bits, sync bits. large overhead per slot.
Allocation of slots to mobile users should not be uniform. It may depend on the traffic requirement of mobilesIt may depend on the traffic requirement of mobiles. This brings extra flexibility and efficiency compared to FDMA systems.
TE3113 - Siskom 2 - Multiple Akses 18
Contoh Aplikasi TDMATDMA – FDD = Setiap kanal dialokasikan satu pasang time slot dengan sepasang frekuensi yang berbeda untuk kirim dan terima.
TE3113 - Siskom 2 - Multiple Akses 19
TDMA Concept
1 2 3 N 1 2 3 N
Downstream Traffic: Forward Channels: (from base to mobiles)
1 2 3 … N 1 2 3 …. N …
Logical forward channel to a mobile
Base station broadcasts to mobiles on each slot
1 2 3 … N 1 2 3 …. N …
Upstream Traffic: Reverse Channels: (from mobile to base)
A mobile transmits to the base station in its allocated slotLogical reverse channel from a mobile
TE3113 - Siskom 2 - Multiple Akses 20
Upstream and downstream traffic uses of the two different carrier frequencies.
General Frame and Time Slot Structure in TDMA Systems
P bl I f ti T il Bit
One TDMA Frame
Preamble Information Trail Bits
Slot 1 Slot 2 …Slot 3 Slot N
Guard Bits
Sync Bits CRCInformationControl
Bits
One TDMA Slot
A Frame repeats in time
TE3113 - Siskom 2 - Multiple Akses 21
Efficiency of a Frame/TDMA-System
Each frame contains overhead bits and data bits.Efficiency of frame is defined as the percentage of dataEfficiency of frame is defined as the percentage of data (information) bits to the total frame size in bits.
xbefficiency OHf −== %100)1(η
xRTbb
ff y
fT
Tf
=
)(η
b : total number of bits in a framebT: total number of bits in a frameTf: frame duration (seconds)bOH: number of overhead bits
BB )2(Number of channels in a TDMA cell:
c
guardtot
BBB
mN)2( −
=m: maximum number of TDMA users supported in a radio channel
TE3113 - Siskom 2 - Multiple Akses 22
pp
A TDMA Frame
Preamble contains address and synchronization info to identify basesynchronization info to identify base station and mobiles to each otherGuard times are used to allowGuard times are used to allow synchronization of the receivers between different slots and framesdifferent slots and frames
Different mobiles may have different propagation delays to a base station because of different ydistances.
TE3113 - Siskom 2 - Multiple Akses 23
TDMA-MULTICARRIER (TDMA-FDMA)
1. Pengalokasian kanal berdasarkan pembagian frekuensi dan slot waktu.
C2. Multi RF Carrier. Dalam satu sistem dialokasikan beberapa frekuensi dan setiap RF carrier dibagi menjadi beberapa slot waktumenjadi beberapa slot waktu.
3. Frequency Agility. Terminal pelanggan harus mampu ”tuning” ke salah satu frekuensi dan slotmampu tuning ke salah satu frekuensi dan slot waktu yang tersedia secara otomatis.
4 Burst transmission Subscriber station transmit4. Burst transmission. Subscriber station transmit dalam bentuk ”BURST” ini mempunyai implikasi dalam ”circuit design dan system control”
TE3113 - Siskom 2 - Multiple Akses 24
g y
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 dialokasikan sepasang time slot didalam p gsalah satu frekuensi dan beberapa frekuensi yang dialokasikan.y g
TE3113 - Siskom 2 - Multiple Akses 25