移动通信多址接入技术ppt课件

1、 5.2 ( Multiple Access Technique ) 多址接入技术，是解决在无线通信网中，多址接入技术，是解决在无线通信网中，使许多移动用户同时共享有限频谱的技术。使许多移动用户同时共享有限频谱的技术。 频分多址频分多址 时分多址时分多址 码分多址码分多址 FDMA TDMA CDMA三种主要接入方式三种主要接入方式:信道 1信道 2信道 N信道 1信道 2信道 N时间时间频率频率频率间隔频率间隔. 在频分多址在频分多址(FDMA)系统中不同信道占用不同带宽系统中不同信道占用不同带宽代码代码FDMA示意图示意图在时分多址中不同信道占用一个周期性重复的时隙在时分多址中不同信道占用

2、一个周期性重复的时隙频率TDMA示意图示意图在码分多址在码分多址(CDMA)中中, 指定给每个用户一个指定给每个用户一个唯一的唯一的PN代码，而且与其他用户代码正交代码，而且与其他用户代码正交CDMA示意图示意图 FDMA是将给定的频谱资源划分为不是将给定的频谱资源划分为不同频道分配给每一个用户使用；同频道分配给每一个用户使用； TDMA将无线频谱按时隙划分，分配将无线频谱按时隙划分，分配给不同用户；给不同用户； 以信号波形代码序列不同区分不以信号波形代码序列不同区分不同用户称作同用户称作CDMA连接。连接。 通常是将双工技术通常是将双工技术FDD 和和 TDD与特定的与特定的 FDMA，TD

3、MA 和和 CDMA 多址方式共同使用。多址方式共同使用。反向信道前向信道频率时间反向信道前向信道频率分隔时间分隔(a) FDD在同一时间提供两个单工信道 (b) TDD在同一频率提供两个单工时隙例如，例如，FDMA/FDD系统系统TDMA/FDD系统系统 分配给用户一对频道分配给用户一对频道: 而在而在TDMA/TDD系统中，分配给系统中，分配给用户一个信道，在帧信息中，时隙的用户一个信道，在帧信息中，时隙的一半用于前向链路，另一半用于反向一半用于前向链路，另一半用于反向链路，收发使用相同的频率。链路，收发使用相同的频率。 如如P131图图5-2所示。所示。前向信道和后向信道前向信道和后向信

4、道图 5 2 TDMA示意图 P131图图5-2 TDMA示意图示意图 除了FDMA，TDMA和CDMA，还有两种多址模式： 空分多址空分多址SDMA） 分组无线电分组无线电PR）空分多址：空分多址：是通过空间的分割来区分是通过空间的分割来区分不同用户。采用阵列天线不同用户。采用阵列天线在不同用户方向上形成不在不同用户方向上形成不同的波束来实现。同的波束来实现。图图 5 6 空分多址示意图空分多址示意图1 空分多址示意图空分多址示意图2 分组无线电分组无线电Packet Radio）：）： 分组无线电分组无线电PR接入技术，使许多用接入技术，使许多用户用一种分散的的方式接入信道。户用一种分散的

5、的方式接入信道。基站一旦检测出由于多个发射机同时发射基站一旦检测出由于多个发射机同时发射而产生碰撞，就会发射：而产生碰撞，就会发射： ACK (确认确认)或或 NACK否定确认）否定确认） 正在发射的移动用户监听确认反馈来判正在发射的移动用户监听确认反馈来判定发射是否成功，如果发生碰撞，稍后再定发射是否成功，如果发生碰撞，稍后再重发。重发。 分组无线多址容易实现，用户使用分组无线多址容易实现，用户使用竞争技术在一共用信道上发射。其优点竞争技术在一共用信道上发射。其优点是服务大量用户数时，开销很少，缺点是服务大量用户数时，开销很少，缺点是效率较低并且可能导致延迟。是效率较低并且可能导致延迟。本章

6、主要介绍前面三种多址接入技术。本章主要介绍前面三种多址接入技术。 下表列出各种无线通信系统中正在下表列出各种无线通信系统中正在使用的不同的多址接入技术：使用的不同的多址接入技术： CDMA/FDD美国窄带扩频美国窄带扩频IS-95) FDMA/TDD欧洲数字无绳电话欧洲数字无绳电话DECT)） FDMA/TDD CT2无绳电话） TDMA/FDD 日本数字蜂窝(JDC) TDMA/FDD 美国数字蜂窝(USDC) TDMA/FDD 全球移动电话系统 (GSM) FDMA/FDD 高级移动电话系统 (AMPS) 多址技术 移动电话系统 无线电信号可以表示为： 即要求各信号特征彼此独立即要求各信号

7、特征彼此独立(或者正交或者正交), 也即任意两个信号之间互相关函数为也即任意两个信号之间互相关函数为 0 (或接近于或接近于0）。）。Sc , f, t） 是码型，频率和时间的函数。是码型，频率和时间的函数。 多址技术是利用信号参量的正交性多址技术是利用信号参量的正交性来区分无线电信号的。来区分无线电信号的。1.FDMA： （物理意义：频域里频道相互不重叠）（物理意义：频域里频道相互不重叠）2. TDMA:jiji, 0, 1dttfstfsji),(),(iTfdtfstfsjFii),(),(jiji,0, 1Tjidttctc)()(jiji, 0, 1 （ 时域里时隙相互不重叠）时域里

8、时隙相互不重叠） 3. CDMA: （码型轴上码型（码型轴上码型Ci 相互不重叠）相互不重叠） FDMA系统按不同频道区分用户。系统按不同频道区分用户。收发双方各使用一个信道，收发频率收发双方各使用一个信道，收发频率间隔必须大于一定数值。通常采用频间隔必须大于一定数值。通常采用频分双工分双工FDD实现双工通信。实现双工通信。 5.2.1 频分多址（频分多址（ FDMA）：）：f1 f2 f3fnF1 F2 FnB保护FDMA频道划分频道划分FDMA/FDD系统工作示意图系统工作示意图F1 f1F2f2 F3 f3FDMA特点： FDMA每个频道只传送一路电话； 连续传输, 一旦给移动台分配了频

9、道，移动台和基站同时连续不断发射； 信道带宽较窄30kHz），即FDMA通常使用窄带系统； 传输速率低。码元持续时间 较长, 与 平均延迟扩展相比很大 , 这意味着码间干扰低，不需要均衡；与与TDMA相比相比, FDMA系统简单的多，系统简单的多，（例如不需要同步和组帧比特）；（例如不需要同步和组帧比特）； 基站共用设备成本高，因为每路载波基站共用设备成本高，因为每路载波单路设计，例如单路设计，例如100个频道，需要个频道，需要100套套收发设备以及带通滤波器滤除杂波干扰收发设备以及带通滤波器滤除杂波干扰; 移动台需要双工器，增加了费用；移动台需要双工器，增加了费用； 需要精确的需要精确的RF

10、滤波器消除邻频干扰。滤波器消除邻频干扰。 如何实现信道共用是如何实现信道共用是FDMA系统设系统设计应考虑的。计应考虑的。假如一个基站有假如一个基站有 n个信道个信道, 信道复信道复用后，有可能发生所有信道均被占用，用后，有可能发生所有信道均被占用，而新的呼叫不能接通的情况，而新的呼叫不能接通的情况，发生这种情况的概率有多大？发生这种情况的概率有多大？ 指允许大量用户在一个小区内共指允许大量用户在一个小区内共享有限的信道，即从可用信道中按享有限的信道，即从可用信道中按需给用户分配信道。需给用户分配信道。 1中继的概念：中继的概念： 中继理论的基本原理是中继理论的基本原理是19世纪世纪末丹麦数学

11、家爱尔兰末丹麦数学家爱尔兰Erlang提提出来的，他致力于研究怎样由有限出来的，他致力于研究怎样由有限的能力为大量的用户服务。现在以的能力为大量的用户服务。现在以他的名字作为话务量强度单位。他的名字作为话务量强度单位。 一个爱尔兰一个爱尔兰Erlang表示一个完全表示一个完全被占用的信道的话务量强度，即被占用的信道的话务量强度，即 ： 单位小时的呼叫小时呼叫小时单位小时的呼叫小时呼叫小时/小时）小时）0.5 Erlang (1 Erlang) 或单位分钟的呼叫分钟呼叫分钟或单位分钟的呼叫分钟呼叫分钟/分钟）分钟）例如：一个在一小时内被占用了例如：一个在一小时内被占用了30分钟分钟60分钟的信道

12、的话务量为分钟的信道的话务量为 ：2)话务量话务量 A ：ASc. 有有n个信道的系统个信道的系统 , 每个信道平均产每个信道平均产生的话务量：生的话务量：/nAU A nb. 有有U个用户的系统产生的总话务量：个用户的系统产生的总话务量：a . 每个用户的话务量强度等于呼叫请每个用户的话务量强度等于呼叫请求速率乘以保持时间：求速率乘以保持时间：AuU A例例5.1：某系统有：某系统有50个用户，每个用户平个用户，每个用户平均每小时发出均每小时发出2次呼叫，每次呼叫平均保次呼叫，每次呼叫平均保持持3分钟，则每个用户的话务量：分钟，则每个用户的话务量： 320.160ASErland 它表示系统

13、中平均每个用户每小时它表示系统中平均每个用户每小时占用信道的时间为占用信道的时间为0.1小时。小时。系统总话务量：系统总话务量：50 0.15AuU AErland 表示表示50个用户在系统中产生的话务量个用户在系统中产生的话务量为为5爱尔兰。爱尔兰。 3 3）. . 完成话务量的性质与计算完成话务量的性质与计算 设在观察时间设在观察时间T T小时内，全网共完成小时内，全网共完成C1C1次通话，次通话，则每小时完成的呼叫次数为则每小时完成的呼叫次数为 TC10SCTSA1001完成话务量即为完成话务量即为 C1S为观察时间为观察时间T小时内的实际通话时间。若总的信道数小时内的实际通话时间。若总

14、的信道数为为n， 而在观察时间而在观察时间T内有内有i(in)个信道同时被占用的时个信道同时被占用的时间为间为ti(tiT)，那么可以算出实际通话时间为，那么可以算出实际通话时间为 (5 - 7) SCtnttttinnii 13211321niiniiTtitiTSCTA111011niiPiA10当观察时间当观察时间T足够长，足够长，ti/T就表示在总的就表示在总的n个信道中，有个信道中，有i个个信道同时被占用的概率，可用信道同时被占用的概率，可用Pi表示，式表示，式(5 - 7)就可改写为就可改写为 例如，某通信网共有例如，某通信网共有 8 个信道，从上午个信道，从上午8时至时至10时共

15、时共两个小时的观察时间内，统计出两个小时的观察时间内，统计出i个信道同时被占用的时个信道同时被占用的时间间(小时数小时数)如表如表 5 - 1 所示。所示。 表表 5 - 1 利用利用(5 - 7)式，有式，有 5 . 3) 1 . 081 . 071 . 062 . 054 . 045 . 033 . 022 . 01 (210A(爱尔兰)I012345678ti0.10.20.30.40.20.10.10.10.1 这说明在总共8个信道中，在2小时的观察时间内平均有3.5个信道同时被占用。每信道每小时的平均被占用时间为3.5/8=0.437 5小时。因为一个信道的最大可容纳的话务量是1爱尔

16、兰，因此它的平均信道利用率就是43.75%。 其中其中 为完成话务量。式中看出：为完成话务量。式中看出： 呼损率呼损率 B ，呼叫成功率，呼叫成功率 ，用户越满意。，用户越满意。4呼损率呼损率 B： 损失话务量占流入话务量的比率：损失话务量占流入话务量的比率：AAAB00A B也称作服务等级也称作服务等级GOSGrade of Service). 但若但若B ，系统流入话务量，系统流入话务量A ，系统容量用户数系统容量用户数U 。呼损率的计算：呼损率的计算： 对于有对于有N个信道的共用系统个信道的共用系统 , 爱尔兰爱尔兰呼损公式为呼损公式为:niiniAnAB0!/!/ （5-9） (5-9

17、)式工程上非常实用式工程上非常实用, 公式推导虽公式推导虽然复杂然复杂, 但但 Erlang B 公式以下图的形式公式以下图的形式给出。给出。(系统话务量系统话务量A标在底部标在底部, 呼损率呼损率B为纵坐标为纵坐标, 由由A和和B很容易求出第三个参很容易求出第三个参数数.) 在给定呼损率在给定呼损率 B 情况下情况下, 用式用式(5-9)可算出可算出 n 个信道的流入话务量个信道的流入话务量 A . 在给定流入话务量在给定流入话务量 A 情况下情况下, 由式由式(5-9)可算出为达到服务等级可算出为达到服务等级 B，小区，小区应取的共用信道数应取的共用信道数 n . nBAnA)1 (0 呼

18、损率不同情况下，信道的利用呼损率不同情况下，信道的利用率也是不同的。信道利用率率也是不同的。信道利用率可用每小可用每小时每信道的完成话务量来计算，即时每信道的完成话务量来计算，即 表表 52 呼损率和话务量与信道数及信道利用率的关系呼损率和话务量与信道数及信道利用率的关系 表表 52 呼损率和话务量与信道数及信道利用率的关系续）呼损率和话务量与信道数及信道利用率的关系续） 5）. 用户忙时的话务量与用户数用户忙时的话务量与用户数 每个用户在24小时内的话务量分布是不均匀的， 网络设计应按最忙时的话务量来进行计算。最忙1小时内的话务量与全天话务量之比称为集中系数，用k表示，一般k=10%15%。

19、每个用户的忙时话务量需用统计的办法确定。设通信网中每一用户每天平均呼叫次数为C(次/天)， 每次呼叫的平均占用信道时间为T(秒/次)，集中系数为k， 则每用户的忙时话务量为 60031kTCa 例如，C=3(次/天)，T=120(秒/次)，k=10%，则用上式可算得a=0.01(爱尔兰/用户)。国外资料表明，公用移动通信网可按a=0.01设计，专业移动通信网可按a=0.05设计。由于电话使用的习惯不同，国内的用户忙时话务量一般会超过上述数据不少，建议公用移动通信网按a=0.020.03设计，专业移动通信网按a=0.08设计。kTCnAanAm6003/全网的用户数为mn。 表表 5 3 用户数

20、的计算用户数的计算 以a=0.01(爱尔兰/用户)计算出每信道的用户数如表 5 - 3 所示(在a值不同时，则需另行计算)。 例例 5.2 有有200万人口的市区，三个相互竞万人口的市区，三个相互竞争的系统争的系统 A，B，C 提供蜂窝服务。提供蜂窝服务。系统系统 A中有中有19个信道的小区个信道的小区394个；个； 系统系统 B中有中有57个信道的小区个信道的小区98； 系统系统 C中有中有100个信道的小区个信道的小区49个个. 阻塞概率为阻塞概率为2%. 每个用户每小时平均打每个用户每小时平均打2个电话个电话, 每个电话平均通话时间为每个电话平均通话时间为3分钟分钟.求求: 系统所能支持

21、的用户数系统所能支持的用户数 。假设所有。假设所有三个系统都以最大容量工作三个系统都以最大容量工作, 计算每个系计算每个系统的市场占有百分比。统的市场占有百分比。解 系统A， 知： 阻塞概率：2%0.02 系统中每个小区所用的信道数，C=19 每个用户的话务量强度对于GOS=0.02，C=19，从图可得所承载的总话务量为12E rlang.因此，每个小区所能支持的用户数为：因为共有394个小区，系统A所能支持目 120 x 39447280个。2 (3/60)0.1AS/12/0.1120uUAA 系统B， 知： 阻塞概率：2%0.02 系统中每个小区所用的信道数，C=57 每个用户的话务量强

22、度对于GOS=0.02，C=57，从图可得所承载的总话务量为45E rlang.因此，每个小区所能支持的用户数为：因为共有98个小区，系统B所能支持目 450 x 9844100个。2 (3/60)0.1AS/45/0.1450uUAA 系统C， 知： 阻塞概率：2%0.02 系统中每个小区所用的信道数，C=100 每个用户的话务量强度对于GOS=0.02，C=100，从图可得所承载的总话务量为88E rlang.因此，每个小区所能支持的用户数为：因为共有49个小区，系统C所能支持目 880 x 4944100个。2 (3/60)0.1AS/88/0.1880uUAA因此，这三个系统所能支持的

23、蜂窝用户总数为 47280+44100+43120=134500个。因为在这市区内共有200万住户，系统A的蜂窝用户总数为47280个，市场百分比为： 4728020000002.36类似的，系统B的市场百分比为： 441002000000：2205系统C的市场百分比为： 43120200000D2156这三个系统综合的市场百分比为： 1345002000000=6725例例5.3 某个城市面积为某个城市面积为1300平方公里平方公里, 由一由一个使用个使用7小区复用模式的蜂窝系统覆盖。小区复用模式的蜂窝系统覆盖。每个小区的半径为每个小区的半径为 4 公里公里, 该城市共有该城市共有40MHz

24、的频谱的频谱, 使用带宽为使用带宽为60kHz的双的双向信道。假设系统的向信道。假设系统的GOS (呼损率呼损率B ) 为为2%. 如每个用户提供的话务量为如每个用户提供的话务量为 0.03Erlang , 计算计算:(a)服务区域内的小区数服务区域内的小区数 Nc ; (b)每个小区的信道数每个小区的信道数 n; (c)每个小区的话务量强度每个小区的话务量强度Ac; (d)所承载的最大话务量所承载的最大话务量AM; (e)所能服务的用户总数所能服务的用户总数U; (f)每个信道的移动台数每个信道的移动台数M; (g)理论上系统能服务的最大用户数理论上系统能服务的最大用户数UM.解：解： 知：

25、城市面积知：城市面积1300平方公里，平方公里，7小区模式，小区模式，小区半径小区半径 R=4公里，总带宽公里，总带宽40MHz, 每每个用户产生的话务量个用户产生的话务量 Au=0.03Erlang. (a)知：一个小区(六边形)的面积为2.5981R2，因此每个小区覆盖 215981 x42=41.57平方英里 因此，小区总数为130041057=31个(b)每个小区的信道总数n =总频带宽(信道带宽x频率复用因子) =40 OOOOOO(60000 x7)=95信道/小区(c)知： n=95，GOS=O.02 从图可得,每小区的话务量强度=84 Erlang/小区(d所承载的最大活务量=

26、小区数x每小区的话务量强度 =3l x 84=2604 Erlang(e)已知每小区话务量=0.03Erlang 总用户数=总活务量/每个用户的话务量 =2604O.03=86800个(f)每个信道的移动台数=用户数信道数 =86800666=130栘动台信道(p)理论上所能服务的最大移动台数为系统中的可用信道数(所有信道都占用) =nxNc=95x3l=2945个，占顾客数的34.6）. 空闲信道的选取空闲信道的选取 : 移动通信网中移动通信网中, 每个用户发起呼叫时每个用户发起呼叫时, 从从 n 个共用信道中选取一个空闲信道，个共用信道中选取一个空闲信道， 一般有两种方式一般有两种方式 :

27、 专用呼叫信道方式；专用呼叫信道方式； 标明空闲信道方式标明空闲信道方式 。 系统中设置专用呼叫信道系统中设置专用呼叫信道, 用于处理呼叫用于处理呼叫请求。移动台不通话时在呼叫信道上守候，请求。移动台不通话时在呼叫信道上守候，发起呼叫时：发起呼叫时： 通过通过RCC发起呼叫发起呼叫 通过通过FCC指定空闲信指定空闲信道道 移动台移动台基站基站( 移动台通话结束后自动返回专用信道移动台通话结束后自动返回专用信道守候守候) 专用呼叫信道方式专用呼叫信道方式 :专用呼叫信道方式优点专用呼叫信道方式优点: 处理呼叫速度快处理呼叫速度快, 但占用专门呼叫信但占用专门呼叫信道道, 信道利用率低信道利用率低

28、, 适合大容量系统。适合大容量系统。900MHz蜂窝移动电话采用此种方式。蜂窝移动电话采用此种方式。分为分为: 循环定位方式循环定位方式 循环不定位方式循环不定位方式 循环分散定位方式循环分散定位方式标明空闲信道方式标明空闲信道方式 :A. 循环定位循环定位: 不设置专门呼叫信道不设置专门呼叫信道, 所有信道呼叫所有信道呼叫和通话同时进行；和通话同时进行； 基站发出空闲信号基站发出空闲信号, 所有移动台自动扫描信道所有移动台自动扫描信道, 移动台一旦移动台一旦在某信道收到空闲信号在某信道收到空闲信号, 就定位在该信就定位在该信道通话。有空闲标志的信道只有一个。道通话。有空闲标志的信道只有一个。

29、优点优点: 所有信道都可用于通话所有信道都可用于通话, 信道利信道利用率高用率高, 主呼、被呼在同一信道主呼、被呼在同一信道, 处理呼处理呼叫快。但多个用户发起同时呼叫的同抢叫快。但多个用户发起同时呼叫的同抢概率大。适合小容量系统。概率大。适合小容量系统。 由BS临时指定一个信道做呼叫信道，并在该临时呼叫信道上发空闲信号。 平时所有未通话的移动台都自动对全部信道进行扫描搜索，一旦在某个信道上收到空闲信号，就停留在该信道上。 因此在平时，所有移动台都集中守候在临时呼叫信道上. 当某个用户叫通后，就在此信道上通话。 此时，基站要另选一个空闲信道作为临时呼叫信道发空闲信号，于是所有未通话的移动台接收

30、机都自动转到新的临时呼叫信道上守候(定位)。只适合小容量系统B.循环不定位循环不定位: 为减少同抢概率为减少同抢概率 , 循环扫描不定位循环扫描不定位, 由于移动台对信道扫描顺序不同由于移动台对信道扫描顺序不同, 避免避免了同抢呼叫。但移动台主叫时先搜索空了同抢呼叫。但移动台主叫时先搜索空闲信道闲信道, 循环扫描时不能接收信号循环扫描时不能接收信号, 处处理呼叫速度稍慢。理呼叫速度稍慢。移动台移动台:基站基站: 基站必须在空闲信道上先发出保持信基站必须在空闲信道上先发出保持信号号, 等待移动台搜寻并锁定，所有空闲信等待移动台搜寻并锁定，所有空闲信道都有空闲标志。道都有空闲标志。 基站在所有不通

31、话的空闲信道上都发出空闲信号， 网内移动台自动扫描空闲信道，并随机地停靠在就近的空闲信道上(不定位)。 当基站呼叫移动台时，必须选择一个空闲信道先发出时间足够长的召集信号(其他空闲信道停发空闲信号)， 而后再发出选呼信号。 网内移动台由于收不到空闲信号重新进入扫描状态，一旦扫到召集信号就停在该信道上等候被呼。一旦发现自己未被呼中， 重新处于不停的信道扫描状态。缺陷:移动台被呼的接续时间比较长.只适合小容量系统C：循环分散定位方式：循环分散定位方式 网内移动台分散停靠在各个空闲信道上。 移动台主呼是在各自停靠的空闲信道上进行的，保留了循环不定位方式的优点。 基站在全部不通话的空闲信道上都发空闲信

32、号， 基站呼叫移动台时，其呼叫信号在所有的空闲信道上发出，并等待应答信号。从而提高了接续的速度。 优点:接续快,效率高,同抢概率小。缺陷:当基站呼叫移动台时，必须在所有空闲信道上同时发出 选呼信号，因而互调干扰比较严重。 只适合小容量系统只适合小容量系统( Time Division Multiple Access ) 如图如图P187图图5-2所示所示. 把时间分割成周期性的帧，每一帧再把时间分割成周期性的帧，每一帧再分割成若干个时隙。分割成若干个时隙。5.2.2 时分多址（时分多址（ FDMA）v TDMA/FDD系统工作原理系统工作原理图 5 2 TDMA示意图 TDMA中不同信道占用一

33、个周期性重复的时隙工作方式：工作方式： 频分双工频分双工 FDD 上行链路和下行链路的帧分别在不上行链路和下行链路的帧分别在不同的频率上。同的频率上。 时分双工时分双工 TDDTime Division Duplex) 上行链路和下行链路的帧分别在相上行链路和下行链路的帧分别在相同的频率上。同的频率上。v TDD方式的方式的TDMA信道1信道2信道N移动台发基站收Uplink基站发移动台收Downlink时隙时间功率频率信道1信道2信道N图 5 3 典型的时隙结构 v TDMA时隙结构时隙结构(时帧结构时帧结构)：时隙123N同步控制信息保护信息训练信息保护典型结构1典型结构2一帧 时分多址系

34、统把无线频谱按时隙时分多址系统把无线频谱按时隙(Slot)划分，每个时划分，每个时隙允许一个用户发射或接收，若干时隙再构成一个时隙允许一个用户发射或接收，若干时隙再构成一个时帧帧(Frame)。特超帧(HF)=2048超帧=2715648帧 （3h28min53s.760ms) 1超帧(SF)=51复帧(MF)=26控制帧(CF) ( 6.12s =1326帧 ) 1业务复帧=26帧 (120ms)1控制复帧=51帧 (235.4ms)1帧=8时隙 （4.615ms)v GSM蜂窝窄带系统各类帧格式蜂窝窄带系统各类帧格式 移动台：移动台： 基站：基站： 在每帧内只在指定的时隙向基站在每帧内只在

35、指定的时隙向基站发送信号，在定时和同步条件下，发送信号，在定时和同步条件下，基站接收到各移动台的信号而互不基站接收到各移动台的信号而互不干扰。干扰。 发向各移动台的信号都按顺序在发向各移动台的信号都按顺序在预定的时隙中传输，各移动台只要预定的时隙中传输，各移动台只要在指定的时隙内接收，就能区分各在指定的时隙内接收，就能区分各路信号。路信号。 控制信令的传输控制信令的传输 同步同步 抗多径干扰抗多径干扰 v TDMA系统涉及主要应考虑的问题系统涉及主要应考虑的问题v措施措施v在每个时隙中专门划出部分比特用于控制在每个时隙中专门划出部分比特用于控制和信令信息的传输。和信令信息的传输。v在时隙中插入

36、自适应均衡器所需的训练序在时隙中插入自适应均衡器所需的训练序列。列。v在每个时隙中留出一定的保护间隔。在每个时隙中留出一定的保护间隔。v在每个时隙中传输同步序列。同步序列在每个时隙中传输同步序列。同步序列 和和训练序列可分开传输，也可合二为一。训练序列可分开传输，也可合二为一。例例5.4 如果如果GSM使用每帧包含使用每帧包含8个时隙的帧个时隙的帧结构，每时隙结构，每时隙(slot)含有含有156.25比特，信道中比特，信道中数据率为数据率为270.833kbps. 求：求：（a一比特的时长；一比特的时长； （b一时隙长；一时隙长； （c帧长；帧长； （d占用一个时隙的用户在两次发射之间占用一

37、个时隙的用户在两次发射之间必须等待的时间。必须等待的时间。解：解： （a一比特时长：一比特时长： （b一时隙长：一时隙长：（c帧长：帧长：（d用户必须等待用户必须等待4.615ms在新一帧到来之在新一帧到来之后才可进行下一次发射。后才可进行下一次发射。msTTbslot577. 025.156msTTslotf615.48skbpsTb692. 3833.2701 TDMA 使几个用户共享一个载波频使几个用户共享一个载波频率率, 每个用户利用不同时隙。每个用户利用不同时隙。 数据传送不连续，采用分组发送。因数据传送不连续，采用分组发送。因而电池消耗低，切换容易；而电池消耗低，切换容易； TDM

38、A系统必须有精确的定时和系统必须有精确的定时和同步。同步。 TDMA系统可动态分配时隙 ( 因为每个人的讲话时间不足40%), 有话音时分配时隙，无话音时不分配时隙，有利于提高系统容量。vTDMA的特点的特点5.2.3 码分多址码分多址CDMA） : (Code Division Multiple Access) 在码分多址通信系统中，不同用在码分多址通信系统中，不同用户传输信息是用不同的编码序列来户传输信息是用不同的编码序列来区分，或者说靠信号的不同波形来区分，或者说靠信号的不同波形来区分。如果从频域或时域来观察，区分。如果从频域或时域来观察，多个信号是相互重叠的。多个信号是相互重叠的。 接

39、收机用相关器可以在多个信号接收机用相关器可以在多个信号中选出其中使用预定码型的信号，中选出其中使用预定码型的信号，其他不同码型其他不同码型 (波形波形)的信号不能被的信号不能被解调，接收机将它们视为噪声处理。解调，接收机将它们视为噪声处理。 CDMA以扩频信号为基础，扩频以扩频信号为基础，扩频信号是一种用伪随机序列调制的宽信号是一种用伪随机序列调制的宽带信号，常用的有两种：带信号，常用的有两种：跳频跳频 ( Frequency Hopping ，FH)信信号号直接扩频序列直接扩频序列Direct Sequence，DS） CDMA采用频分双工采用频分双工FDD方方式，即正向传输和反向传输各使用

40、式，即正向传输和反向传输各使用一个频率。一个频率。1. FH-CDMA : 各用户调制信号的中心频率随所各用户调制信号的中心频率随所使用的伪随机使用的伪随机PN序列跳变。各序列跳变。各频率序列要求相互正交，并且在任频率序列要求相互正交，并且在任一时刻都不相同。如一时刻都不相同。如 P189图图 5-4(a) 所示：所示：频率频率时间时间各用户中心频率随机改变各用户中心频率随机改变, 但在任一时刻都不相同。但在任一时刻都不相同。 FH-CDMA示意图示意图 注：图中不同颜色代表不同用户使用的频注：图中不同颜色代表不同用户使用的频率，率，f0 f1Bfn2. DS-CDMA : 各用户工作在相同的中心频率上，各用户工作在相同的中心频率上，输入数据序列与伪随机输入数据序列与伪随机PN序列序列相乘的带宽信号。不同用户使用不相乘的带宽信号。不同用户使用不同的同的PN序列，序列， PN序列相互正交。序列相互正交。 DS-CDMA系统利用系统利用PN序列来区分序列来区分不同用户。如不同用户。如 P189图图