数字移动通信*通过本章学习，着重解决以下问题： 多址接入原理 在无线通信环境中的电波覆盖区内，如何建立用户之间的无线信道的连接 多址接入方式及特点 FDMA TDMA CDMA SDMA等第6章 多址接入技术对多址接入技术有一个全面深入的理解* 要求与重点： 掌握多址接入的基本原理 理解FDMA方式原理及其特点 理解TDMA方式原理及其特点第6章 多址接入技术*6.1概述1、多址接入概念 从接收到的无线信号中识别出本用户地址信号的方式。 讨论： 基站多路工作、移动台单路工作 通过基站同时建立各自的信道，从而实现移动台之间或移动台与市话用户之间的多址连接。 多址接入方式的数学基础是信号的正交分割原理每个人轮流说话－>(TDMA)分组，每组使用不同的语言－>(CDMA)分组，每组占居房间的一角－>(SDMA)解决多址连接问题的方法叫多址接入技术。* 讨论（续） 当正交参量仅考虑时间、频率和码型时，无线电信号写成与多路复用不同点多路复用的目的是区分多个通路，通常在基带和中频上实现。多址划分是区分不同的用户地址，往往需要利用射频频段辐射的电磁波来寻找动态的用户地址。6.1概述 下面分别给出了个信道的FDMA、TDMA和CDMA的示意图6.1概述ctf信道1信道2信道3…信道N信道1信道2信道3信道N…ctfftc信道1信道2信道3…信道N2、多址接入与信道（1）物理信道——传输信息的通道。频道、时隙和码型是多址连接信道的三种主要形式。（2）数字移动通信的信道。模拟蜂窝：频分多址数字蜂窝：如利用频分和时分的优点形成基于时分多址的系统；将频分与码分相结合，形成基于码分多址的系统。6.1概述1、FDMA系统原理 FDMA为每一个用户指定了特定信道，这些信道按要求分配给请求服务的用户。在呼叫的整个过程中，其他用户不能共享这一频段。 在频分双工（FDD：frequencydivisionduplex）系统中，分配给用户一个信道，即一对频道。 一个频道用作前向（下行）信道，即基站（BS）向移动台（MS）方向的信道；另一个则用作反向（上行）信道，即移动台向基站方向的信道。 任意两个移动用户之间进行通信都必须经过基站的中转，即必须同时占用2个信道（1对频道）才能实现双工通信。6.2FDMA方式FDMA系统的工作示意图6.2FDMA方式MotorpoolMSCMS1MS2BSMSC：移动交换中心…MSNFDMA系统频谱分隔示意图6.2FDMA方式……反向信道保护频带前向信道2、FDMA系统的特点①每信道占用一个载频，相邻载频之间的间隔应满足传输信号带宽的要求。②符号时间远大于平均延迟扩展。③基站复杂庞大，重复设置收发信设备。④FDMA系统每载波单个信道的
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，使得在接收设备中必须使用带通滤波器允许指定信道里的信号通过，滤除其它频率的信号，从而限制邻近信道间的相互干扰。⑤越区切换较为复杂和困难。6.2FDMA方式1、TDMA系统原理 TDMA是在一个宽带的无线载波上，把时间分成周期性的帧，每一帧再分割成若干时隙（无论帧或时隙都是互不重叠的），每个时隙就是一个通信信道，分配给一个用户。 系统根据一定的时隙分配原则，使各个移动台在每帧内只能按指定的时隙向基站发射信号（突发信号），在满足定时和同步的条件下，基站可以在各时隙中接收到各移动台的信号而互不干扰。同时，基站发向各个移动台的信号都按顺序安排在预定的时隙中传输，各移动台只要在指定的时隙内接收，就能在合路的信号（TDM信号）中把发给它的信号区分出来。6.3TDMA方式TDMA系统的工作示意图6.3TDMA方式2、TDMA的帧结构 由时隙组成，在时隙内传送的信号叫做突发（burst），各个用户的发射相互连成1个TDMA帧，是TDMA系统的基本单元。 1个TDMA帧是由若干时隙组成的，不同通信系统的帧长度和帧结构是不一样的。典型的帧长在几毫秒到几十毫秒之间。 在TDMA系统中，每帧中的时隙结构的设计通常要考虑三个主要问题：一是控制和信令信息的传输；二是多径衰落信道的影响；三是系统的同步。6.3TDMA方式TDMA帧结构6.3TDMA方式时隙1时隙2时隙3…时隙N尾比特同步比特信息数据保护比特1个TDMA帧3、TDMA系统的特点①突发传输的速率高，远大于语音编码速率。②发射信号速率随N的增大而提高，如果达到100kbps以上，码间串扰就将加大，必须采用自适应均衡，以补偿传输失真。③TDMA用不同的时隙来发射和接收，因此不需要双工器。④基站复杂性减小。⑤抗干扰能力强，频率利用率高，系统容量较大。⑥越区切换简单。6.3TDMA方式例6.1考虑每帧支持8个用户且数据速率为270.833kbps的GSMTDMA系统，试求：(a)每一用户的原始数据速率是多少？(b)在保护时间、跳变时间和同步比特共占用10.1kbps的情况下，每一用户的传输效率是多少？。解(a)每用户的原始数据速率：270.833kbps/8=43.854kbps(b)传输效率：1-10.1/43.854=77%6.3TDMA方式例6.2假定某个系统是一个前向信道带宽为50MHz的TDMA/FDD系统，并且将50MHz分为若干个200kHz的无线信道。当一个无线信道支持16个语音信道，并且假设没有保护频隙时，试求出该系统所能同时支持的用户数。解在GSM中包含的同时用户数为：N＝（50MHz/200kHz）16=4000因此，该系统能同时支持4000个用户。6.3TDMA方式例6.3如果GSM使用每帧包含8个时隙的帧结构，并且每一时隙包含156.25比特，在信道中数据的发送率为270.833kbps，求：(a)一比特的时长；(b)一时隙长；(c)帧长；(d)占用一个时隙的用户在两次发射之间必须等待的时间。解(a)—比特时长Tb＝1/270.833kbps=3.692μs(b)—个时隙长Tslot＝156.25×Tb＝0.577ms(c)帧长Tf＝8×Tslot＝4.615ms(d)用户必须等待4.615ms，在一个新帧到来之后才可进行下一次发射。6.3TDMA方式1、概述多址接入方式、多址接入与信道2、FDMA方式FDMA系统原理、FDMA系统特点3、TDMA方式TDMA系统原理、TDMA帧结构、TDMA系统特点 小结****解决多址连接问题的方法叫多址接入技术。**
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