Лекции по Теоретическим основам цифровой связи   

11. Уплотнение и множественный доступ

11.1.4.2. Задержка сообщений в системах FDMA и TDMA

Исходя из предыдущих разделов, можно сделать вывод, что, несмотря на некоторые различия, FDMA и TDMA не отличаются по производительности. Однако различие становится очевидным, если в качестве единицы измерения производительности используется средняя задержка пакета. Показано [1, 2], что ТDМА значительно превосходит FDMA по данному параметру, т.е. среднее время задержки пакета при использовании первой схемы меньше, чем при использовании последней.

Как и ранее, предположим, что при FDMA диапазон частот системы разбит на М ортогональных полос; при использовании ТDМА кадр разделен на М ортогональных временных интервалов. Для анализа времени задержки сообщения рассмотрим простейший случай детерминистических источников данных. Предположим, что ресурс связи используется на 100%. Тогда все частотные диапазоны при FDMA и все временные интервалы при ТDМА будут заполнены пакетами данных. Для простоты будем считать, что отсутствуют дополнительные издержки, связанные с защитными полосами или интервалами. В таком случае время задержки сообщения можно выразить следующим образом.

(11.8)

Здесь w — среднее время ожидания пакета (до передачи), τ— время передачи пакета. При FDMA каждый пакет пересылается в течение Т секунд; передача пакета для технологии FDMA будет следующей.

(11.9)

При использовании TDMA каждый пакет пересылается в течение временного интервала T/M секунд. С помощью уравнения (11.7) время передачи пакета можно выразить следующим образом.

(11.10)

Поскольку каналы FDMA доступны постоянно, а пакеты пересылаются непосредственно после создания, время ожидания wFD составляет следующее.

(11.11)

На рис. 11.13 сравниваются потоки данных для схем FDMA и ТDМА. Как показано на рис. 11.13, а, при использовании ТDМА временные интервалы пользователей начинаются в разных точках кадра протяженностью Т секунд. Пакет Smk начинает отправляться по прошествии (т - 1)T/M секунд после создания пакета. Таким образом, для TDMA среднее время ожидания пакета перед отправкой составит следующее.

(11.12)

Рис.11.13. Разделение по каналам связи: а)TDMA; б) FDMA.

Максимальное время ожидания пакета перед отправкой составляет (M-1)T/M секунд. В соответствии с уравнением (11.12), среднее время задержки пакета равно l/2(M— 1)(T/M) = (T/2)(1-1/М).

Для сравнения среднего времени задержки DFD и DTD при использовании FDMA и TDMA, соответственно, подставим уравнения (11.9) и (11.11) в (11.8) и уравнения (11.10) и (11.12) в (11.8). В результате получим следующее.

(11.13)

(11.14)

С помощью уравнения (11.7) формулу (11.14) можно записать в следующем виде.

(11.15)

Результат свидетельствует о том, что FDMA значительно уступает TDMA по времени задержки сообщения. Несмотря на то, что уравнение (11.5) строго справедливо для детерминистического источника данных, малые задержки передачи сообщений для TDMA сохраняются для любого независимого процесса получения данных [1,2].



*****
© Банк лекций Siblec.ru
Формальные, технические, естественные, общественные, гуманитарные, и другие науки.