移动通信系统(第三版课件)第3章 频分多址(FDMA) 模拟蜂窝网
频分多址(FDMA)模拟蜂窝网
5.冲突退避
在前向控制信道的信令中每隔10位发一个 忙/闲标志位。当控制信道“忙”时，该比特 位为“0";当控制信道“闲”时，该比特位为 “1"。移动台在反向控制信道中发出预告信 息，表示要占用控制信道后，继续观察前向 控制信道的忙/闲位。如果基站同意它占用: 就将忙/闲位从“闲”改置为“忙”，同时也 告诉了其它移动台此控制信道己被占用。
话交换局之间可分为有线数据线路和有线话
音线路。
蜂窝系统的信道类型
有线数据线路
反向建立信道
市话局 MSC
前向建立信道
BS
MS
反向话音信道
有线话音线路
前向话音信道
五 控制信号及其功能
• 1.监测音SAT(Supervisory Audio Tone)
监测音用于信道分配和对移动用户的通
话质量进行监测。当某一话音信道要分配给 某一移动用户时，BS就在前向话音信道上发 送SAT信号。移动台检测到SAT信号后，就 在反向话音信道上环回该SAT信号。BS收到 返回的SAT信号后，就确认此双向话音信道 己经接通，即可通话。
公共陆地移动网 电话网
. MS
. BS MS
. BS MS
. BS MS
. BS MS
移动电话交换局
• MTSO(或MSC)是基站与市话网之 间的接口，是蜂窝网控制中心，它 不仅具有交换、控制功能，还具有 适应移动通信特点的移动性管理功 能，以完成移动用户主呼或被呼所 必需的控制。
基站
• 基站主要由基站控制器和多部信道 机等组成，信道机的数量取决于基 站同时与移动台通话的数目，它们 以频分多址方式工作，对每个用户 使用一对不同的双工频率进行发射 和接收信号。
移动台
频分多址FDMA模拟蜂窝网
通过添加冗余信息，提高数据传输的可靠性，降低误码率。常见编码方式包括卷积编码、重复码和分 组码等。
调制技术
将数字信号转换为适合传输的调制信号，如QPSK、QAM等，以提高频谱效率和数据传输速率。
信道估计与跟踪技术
信道估计
通过对接收信号的分析，估计出信道的参数，如多径时延、衰减等，以便进行信号恢复 和性能优化。
未来网络中的频谱共享
随着技术的发展，频谱共享将成为未来网络的重要特征 。FDMA技术可以通过动态分配频谱资源，提高频谱利 用率，满足不断增长的数据传输需求。
FDMA与其他多址技术的融合
FDMA与TDMA的融合
通过将FDMA和TDMA结合，可以实现更灵活的调度和更高效的频谱利用。这种融合方案尤其适用于具有大量用 户和业务需求的网络环境。
02
FDMA模拟蜂窝网结构
蜂窝网结构
蜂窝形状
模拟蜂窝网通常采用正六边形蜂窝形状，以实现 均匀覆盖和高效频率复用。
小区划分
每个蜂窝进一步细分为多个小区，每个小区配置 一个信道。
信道频带
每个信道占用一定的频带，不同小区的信道频带 不同以避免干扰。
小区分裂与再分配
小区分裂
随着用户数量的增加，原有小区可能不 足以满足需求，需要进行小区分裂。
信道跟踪
实时监测信道状态的变化，调整系统参数以适应信道变化，保证通信的稳定性和可靠性。
功率控制与干扰抑制技术
功率控制
通过调整发射功率，降低对其他用户的干扰 ，同时保证通信质量。功率控制策略包括开 环、闭环和混合环控制等。
干扰抑制
采用多种技术手段，如频域滤波、空域滤波 、多用户检测等，有效抑制多径干扰和同频
智能家居中的信号覆盖与干扰抑制
蜂窝移动通信系统课件
03 蜂窝移动通信系统网络
网络架构与组成
网络架构
蜂窝移动通信系统通常由多个基站组成，每个基站覆盖一个蜂窝小区，小区之 间通过交换机和传输网络连接，形成一个完整的网络架构。
组成元素
蜂窝移动通信系统主要由移动终端、基站、交换机、传输网络等组成，各部分 协同工作，实现无线通信。
网络规划与优化
网络规划
工作原理
蜂窝移动通信系统通过将覆盖范围划分为多个小区，每个小 区由一个基站负责信号覆盖，实现用户之间的通信。
工作流程
蜂窝移动通信系统的工作流程包括用户注册、位置更新、呼 叫建立和释放等过程，涉及多个网元之间的交互和协同工作 。
02 蜂窝移动通信系统技术
多址接入技术
A
频分多址（FDMA）
将频带分成若干个小的频带，每个用户占用一 个小的频带，通过频带进行通信。
详细描述
随着技术的发展，蜂窝移动通信系统还提供 了多媒体业务，包括音频和视频内容的传输。 用户可以通过移动终端设备欣赏音乐、观看 视频、进行视频通话等，享受更加丰富的多 媒体体验。
物联网应用
要点一
总结词
支持物联网设备的接入和数据传输，实现智能化管理和控 制。
要点二
详细描述
蜂窝移动通信系统还广泛应用于物联网领域，支持各种物 联网设备的接入和数据传输。通过蜂窝网络，物联网设备 可以实现远程监控、数据采集、智能控制等功能，为智能 家居、智慧城市等领域提供强大的技术支持。
05 蜂窝移动通信系统发展与趋势
5G技术发展与趋势
5G技术发展
5G技术是蜂窝移动通信系统的最新一代，具有高速率、低时延、大连接等优势，能够 满足未来各种应用场景的需求。
5G发展趋势
随着5G技术的不断演进和应用，未来将会有更多的智能化、自动化和高效化的应用出 现，推动社会的数字化转型。
《蜂窝移动通信概论》课件
B
C
用户设备（UE）
包括手机、平板电脑等终端设备，用于实现 用户与网络的通信连接。
运营支撑系统（OSS）
包括计费、管理、维护等系统，用于保障网 络的正常运行和服务质量。
D
02 蜂窝移动通信技术基础
无线电波传播
无线电波传播特性
无线电波在传播过程中会受到多 种因素的影响，如大气、地形、 建筑物等，这些因素会影响无线 电波的传播路径和衰减程度。
无线电波频段
蜂窝移动通信系统通常工作在低 频和高频频段，不同的频段具有 不同的传播特性和穿透能力。
无线电波传播模型
为了更好地理解和预测无线电波 的传播特性，需要建立无线电波 传播模型，这些模型可以用来估 算信号的覆盖范围和强度。
无线信道与多径衰落
01
无线信道特性
无线信道不同于有线信道，其传播特性更加复杂和不可预测。无线信道
未来展望
随着5G技术的普及，语音业务将进一 步升级，实现更高质量的语音通话和 多媒体交互。
数据业务
概述
数据业务是蜂窝移动通信中最 为重要的业务之一，提供互联
网接入和数据传输服务。
技术特点
采用分组交换技术，支持高速 数据传输和移动互联网应用。
发展历程
从2G时代的文本传输到4G时代 的视频流媒体，数据业务经历 了爆炸式增长。
《蜂窝移动通信概论 》ppt课件
目录
• 蜂窝移动通信概述 • 蜂窝移动通信技术基础 • 蜂窝移动通信网络架构 • 蜂窝移动通信关键技术 • 蜂窝移动通信业务与应用 • 蜂窝移动通信发展趋势与挑战
01 蜂窝移动通信概述
蜂窝移动通信定义
01
蜂窝移动通信是一种无线通信技 术，通过无线电波在移动用户之 间或移动用户与固定网络之间建 立通信连接。
移动通信系统
• 在单纯的FDMA系统中，通常采用频分双工（FDD）的
方式来实现双工通信，即接收频率f和发送频率F是不同 的。为了使得同一部电台的收发之间不产生干扰，收发 频率间隔|f-F|必须大于一定的数值。例如，在800MHz 频段，收发频率间隔通常为45MHz。一个典型的FDMA 频道划分如下：
FDMA的频道划分方法
3.抗干扰措施 移动通信系统中采用的抗干扰措施是多种 多样的，主要有： ·利用信道编码进行检错和纠错（包括前向 纠错FEC和自动请求重传ARQ）是降低通信 传输的差错率，保证通信质量和可靠性的有 效手段； ·为克服由多径干扰所引起的多径衰落，广 泛采用分集技术（包括空间分集、频率分集、 时间分集以及RAKE接收技术等） 、自适应 均衡技术和选用具有抗码间干扰和时延扩展 能力的调制技术（如多电平调制、多载波调 制等）；
铱系统卫星轨道示意图
四 移动通信的基本技术
1.调制技术 第二代移动通信是数字移动通信，其中
的关键技术之一是数字调制技术。 数字信号调制的基本类型分为振幅键控
（ASK）、频移键控（FSK）、和相移键控 （PSK）。此外，还有许多由基本调制类型 改进或综合而获得的新型调制技术。
在实际应用中，有两类用得最多的数 字调制方式：
移动通信系统
第1章 概论
移动通信是指通信双方至少有一方在 移动中（或者临时停留在某一非预定的位 置上）进行信息传输和交换，这包括移动 体（车辆、船舶、飞机或行人)和移动体之 间的通信,移动体或固定点(固定无线电台和 有线用户)之间的通信.
一 移动通信的主要特点
1.移动通信必须利用无线电波进行信息传输 2.移动通信是在复杂的干扰环境中运行的 3.移动通信可以利用的频谱资源非常有限,而
3.无绳电话系统 简单的无绳电话机把普通的电话单机分成 座机和手机两部分，座机与有线电话网连 接，手机与座机之间用无线电连接，这样， 允许携带手机的用户可以在一定范围内自 由活动使进行通话，因为手机与座机之间 不需要用电线连接，故称之为“无绳”电 话机。
移动通信系统(第三版课件)第1章 移动通信系统概述
第1章 移动通信系统概述
需要注意的是， 在移动信道中传输数字信令， 除需要 窄带调制和同步之外， 还必须解决可靠传输的问题。 因为在信道中遇到干扰之后， 数字信号会发生错码， 必须采用各种差错控制技术， 如检错和纠错等， 才能 保证可靠的传输。在传输数字信令时， 为便于收端解 码， 要求数字信令按一定的格式编排。 信令格式是多 种多样的， 不同通信系统的信令格式也各不相同。 常 用的信令格式如图 1 - 7 所示， 它包括前置码(P)、 字
(7) 归属位置寄存器(HLR)与访问位置寄存器(VLR)
之间的接口(D接口)。 (8) 移动交换中心之间的接口(E接口)。 E接口主要 用于MSC之间交换有关越区切换的信息。
第1章 移动通信系统概述
(9) 移动交换中心(MSC)与设备标志寄存器(EIR)之 间的接口(F接口)。 F接口用于在MSC与EIR之间交换
有关移动设备管理的信息， 例如国际移动设备识别码
等。 (10) 访问位置寄存器VLR之间的接口(G接口)。 当
某个移动台使用临时移动台标识号(TMSI)在新的VLR
中登记时， G接口用于在VLR之间交换有关信息。
第1章 移动通信系统概述
1.4.4 移动通信空中接口协议模型 采用开放互连（OSI）参考模型的概念来规定其协议 模型。如图1-6，模型分作三层。 L3 L2 网络层（NWL） 数据链路控制层（DLC） 介质接入控制层（MAC） L1 物理层（PHL）
第1章 移动通信系统概述
1.4.5 移动通信信道类型 信道类型是根据基站与移动用户之间传递信息种 类来划分。主要两大类：业务信道（TCH）和控制信 道（CCH）。 业务信道（TCH）携带数字化的用户编码语音或 用户数据。故又可分为语音业务信道和数据业务信道， 系统提供业务信息又有监测音SAT（Supervisory Audio Tone)和信令音ST(Signalling Tone)。 控制信道（CCH）在基站和移动站之间传送信令、 同步数据和同步指令，主要移动台的呼叫控制和接入 管理。
移动通信技术(第3版)-PPT课件
13
各类传感器
火情传感器和 自动喷淋系统
水浸传感器
门禁主机
温度传感器
14
实训3 基站主设备的认识
实训目的：通过对基站主设备的认知， 了解基站系统的组成、基本结构。 实训要求：掌握基站配置、信号处理过 程。 设备要求：基站主设备。
15
中兴基站主设备
BBU8300
16
RRU：R21
17
6
实训2 移动基站机房的认识
实验目的：通过对基站机房的参观，认 识各基站机房基本的配置设备。 实验要求：了解基站机房中的基本设备 配置。 设备要求：基站设备（包括主设备、天 馈、电源设备、传输设备、空调和监控 设备）。
7
移动基站机房中的设备配置
8
用户信息和信令传送相关设备
基站主设备 ODF
3
移动核心机房设备配置
交换机MSC
基站控制器BSC
4
移动核心机房中的传输设备
ODF DDF 传输设备
5
移动核心机房中信号的传输
移动交换机MSC将处理后待发送的信息 送到BSC后进行无线资源管理相关的处 理和语音编码。 BSC处理后的信号送入DDF架经数字配 线后送入传输设备进行复用、电/光转换 后形成高速光信号，送入ODF进行光配 线。 携带信息的光信号经光缆传送至基站机 房。
天线、馈线
9
传输设备和 DDF
用户信息和信令传送到基站机房后要先 进行光纤配线再送到传输综合架。 传输综合架上的传输设备先进行光/电转 换，再解复用成低速信号，由DDF配送 2M信号至各BTS基站主设备。 BTS对信号进行信号处理后将信号经馈 线送到天线，转变成无线信号向空中发 射。
移动通信原理第3次课第3章多址技术3.1多址技术的基本概念3.2移动通信中的典型多址接入技术
(4)空分多址（SDMA） 当li=Si时，称为频分多址(SDMA)。
• 空分多址上下行链路分时使用同一频段，采用 智能天线产生无线电窄波束。系统为用户提供 专用的窄波束作为传输信道。 • 3G技术TD-SCDMA就综合应用了 CDMA/FDMA/TDMA/SDMA 多址接入技术。
(5) 正交频分多址OFDMA
20
• 下行(前向)信道配置如下图所示。
下行CDMA信道 1.25MHz,基站发送
导频 同步 寻呼 信道 信道 信道 W0 W32 W1
寻呼 业务 信道 信道 W7 W8
业务 业务 信道 信道 W62 W63
其中，Wi代表第 i 路Walsh函数。64个信道中有一个导频信道 W0 ，一个同步信道W32，七个寻呼信道W1 ～W7 ，其余五十 五个为业务信道。
17
• TDMA的主要技术特点： • 每载波8个时隙信道。每个信 道可传输一路数字话音，每个 载波最多可传输8路话音。 0 1 2 超高频 • 突发脉冲序列传输。移动台发 射时间是不连续的，只在分配 超频I 0 1 2 1 的时隙内才发送脉冲序列。 超频II 0 • 传输开销大，GSM的TDMA帧 层次结构如图3.9所示，共分 复帧I 0 1 2 为五个层次：时隙、TDMA帧、 TDMA帧 0 复帧、超帧、超高帧，每个层 次都需占用一些非信息位的开 四类时隙 1 (突发) 销，这样总的开销就比较大， 2 3 以致影响整体传输效率。 4 •需要严格的定时与帧同步, 技 术比较复杂。
2
• PDH数字复用系列由PCM的各次群组成：
6.1.3 数字复用的优点： 1）易于构成通信网，便于分支和插入，并且有较高的 传输效率。复用倍数适中，多在3～5倍之间。 2）可视电话、电视信号以及频分制群信号能与某个高 次群相适应。 3）与传输媒介，如对称电缆、同轴电缆、微波、波导 和光纤等传输容量相匹配。
频分多址FDMA模拟蜂窝网PPT课件
接收 机音频静 噪控制
控 制 单 元
电话 手机
音频 滤波器 放大 器、扩展 器
输出 到电话手 机的耳 机
• 移动台组成方框图
第27页/共56页
• 移动台(MS)
•
1. 控制单元
•
用户控制单元包括送受话器、 键盘、 指示灯和蜂鸣器等。 它与
普通电话机不同之处如下： 为了节省占用无线信道时间以及发生错拨现象，
三主要功能?设备通用性较强?与公用电话网可以自动交换?具有自动过境切换频道技术?双工通信模拟蜂窝网?采用小区制频率再用技术?双向自动拨号?各地之间可以连网?用户容量大四系统的控制结构移动电话交换局基站1移动台市话局基站3基站2话音线路数据线路有线通道无线通道?通常从基站bs至移动台ms的传输信道称为前向或下行信道包括前向话音信道和前向控制信道
第35页/共56页
• 图 6 - 3 蜂窝系统的信道类型 第36页/共56页
• 无线信道
•
移动通信的无线信道如图所示。 在基地站中， 每条无线信道对应一个信道单元， 有多少条无线
信道， 就有多少个信道单元。
第37页/共56页
• 无线信道 第38页/共56页
• 语音信道 第39页/共56页
• 6.2.2 控制信号及其功能
第40页/共56页
•
为了提高监测音的可靠性， 避免与话音信号相互间干扰，
AMPS系统和TACS系统均采用话音频带外的 5970、 6000 和 6030 Hz
三个单音作为监测音。 每个区群使用其中一个监测音， 相邻区群分别使用
另外两个监测音。 例如， 由 7 个小区组成的区群， 其监测音的分配如图
的接收也可采用二重空间分集， 以减小衰落的影响。 此时， 移动台需用两根天线，
频分多址(FDMA)
频分多址（FDMA）一、教学目标：知道FDMA的概念和特点；会描述FDMA原理过程。
二、教学重点、难点：重点模拟信号的数字传输过程；难点模拟信号的数字传输过程。
三、教学过程设计：1 频分多址的概念频分多址，即Frequency Division Multiple Access, 简称FDMA，是指按照频率的不同来复用多路信号的方法。
FDMA频分多址技术是采用调频的一种多址技术，是将可以使用的总频段划分为若干占用较小带宽的频道，这些频道在时域上互不重叠，每一个频道就是一个通信信道，可以分配给一个用户使用。
图1 FDMA频道划分示意图2 频分多址的应用因为各个用户使用不同频率的信道，所以相互没有干扰。
频分多址FDMA 是应用最早的一种多址技术，比较成熟，它是模拟载波通信、微波通信、卫星通信的基本技术。
第一代模拟蜂窝式移动电话系统均采用频分多址技术。
我们以TACS系统为例来说明FDMA的应用。
TACS系统采用FDD方式，占用的频段为：上行890~915MHz，下行为935~960MHz。
一对收发频段间隔为45MHz，以防止发送的强信号对接收的弱信号产生影响。
每个话音信道占用25kHz频带。
TACS系统可支持的信道数约为1000个。
图2 FDMA频道划分示意图某移动用户在发送信息时，占用一对频率信道中的上行频率信道，工作在该频率信道上的基站接收机就设置相应中心频率及带宽的接收带通滤波器接收该用户信息；而其他移动用户可以在其他上行频率信道上同时发送信息。
由于各频率信道上的基站接收机都设置了对应中心频率和一定带宽的接收带通滤波器，所以基站各接收机能正确地接收各用户的信息。
同样，各移动用户接收信息时，在同一对频率信道中的下行频率信道上接收来自基站的信息。
由于各移动台设置了相应中心频率及带宽的带通滤波器，也能正确地接收各自的信息。
3 FDMA系统的特点（1）每个信道只传送一路信号。
只要给移动台分配了信道，移动台与基站之间会连续不断收、发信号。
卫星通信导论上课课件-第3章-多址技术
2021/3/28
11
FDMA的非线性效应
• 频谱扩展:相邻信道干扰; • 交调（IM） 谐波:邻近业务信道的干扰。
交调干扰主要是由行波管放大器的非线性特性引起的。 FDMA的一个卫星转发器的功率放大器,可以同时放大多个 载波信号(几个、十几个甚至几百个载波) 。 目前卫星转发器 的功放级大都采用行波管放大器(TWTA),其单载波饱和输出 功率为5~40瓦,功率增益为30~40dB左右。多载波是为了充分 利用转发器资源,但是多载波工作却妨碍了卫星功率的有效 利用。在卫星转发器中,作为功放级的TWTA,是一个非线性 放大器,它的幅度特性是非线性的,它的相位特性具有调幅－ 调相变换作用(简写为AM—PM变换)。
1934 1938 1942* 1946*
2021/3/28
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保护频带
2021/3/28
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图3-1 FDMA的地球站框图
2021/3/28
16
频谱实际占用度
• 令表示转发器带宽的实际占用 比例,那么设转发器带宽的dB表 示为[BTR],单载波带宽的dB表示 为[Bc],K为FDMA载波数。有K= BTR / Bc
波 情况下的下行链路C/N值,并比较有没有功率“压缩”下
该 FDMA系统中可以容纳的载波数。假设可以忽略上行链 路解噪:转声发和器交带调宽噪的声dB,只表考示虑为单[B载TR波],单时载的波C/带N值宽。的dB表示为 [Bc],假设K为载波数。
[C/N]=[EIRP]+[G/T]-[L]+[K]-[BTR]
信息数据
保护比特
24
TDMA帧的基本组成
• 基准站相继两次发射基准信号的时间间隔叫 做一帧,在一帧内有一个基准分帧和若干信息 分帧,每个分帧占据一个时隙,基准分帧由基准 站的突发信号构成;信息分帧由地球站的突发 信号构成。
移动通信 第3章
移动通信第3章在当今的信息时代，移动通信已经成为人们生活中不可或缺的一部分。
它的发展速度之快，令人瞠目结舌。
从最初的简单语音通话，到如今的高速数据传输、多媒体应用以及智能互联，移动通信技术的每一次进步都深刻地改变着我们的生活方式和社会形态。
在这第 3 章中，让我们深入探讨移动通信领域中的一些关键技术和应用。
首先，我们来谈谈多址技术。
多址技术是实现多个用户共享有限的频谱资源的关键手段。
常见的多址技术包括频分多址（FDMA）、时分多址（TDMA）和码分多址（CDMA）。
频分多址将频谱划分成不同的频段，每个用户被分配到一个特定的频段进行通信。
这种方式简单直观，但频谱利用率相对较低。
时分多址则是将时间分成不同的时隙，每个用户在指定的时隙内进行通信。
它提高了频谱的利用率，但对于时间同步的要求较高。
码分多址是一种基于扩频技术的多址方式，不同用户使用不同的扩频码来区分。
它具有抗干扰能力强、频谱利用率高的优点，但技术实现相对复杂。
接下来，让我们看看调制解调技术。
调制的目的是将数字信号转换为适合在信道中传输的模拟信号，解调则是将接收到的模拟信号还原为数字信号。
常见的调制方式有幅度调制（AM）、频率调制（FM）和相位调制（PM），以及它们的组合，如正交幅度调制（QAM）。
QAM 在现代移动通信中得到了广泛应用，它通过同时调整信号的幅度和相位来传输更多的信息，从而提高了频谱效率。
但这也对信道的质量和接收端的解调算法提出了更高的要求。
再来说说信道编码技术。
信道编码的作用是在发送端对信息进行编码，增加冗余信息，以便在接收端能够检测和纠正传输过程中产生的错误。
常见的信道编码有卷积码、Turbo 码和低密度奇偶校验码（LDPC 码）等。
卷积码具有编码简单、性能较好的特点，Turbo 码则在纠错性能上有了显著提升，而 LDPC 码在高码率下具有出色的性能。
在移动通信系统中，智能天线技术也是一项重要的创新。
智能天线可以通过调整天线的波束方向和形状，实现对信号的定向传输和接收，从而提高信号的强度和质量，减少干扰。
移动通信的三种多址方式
移动通信的三种多址方式移动通信的三种多址方式移动通信是指通过无线电波等信号传输技术，实现移动设备之间的通信。
在移动通信中，为了实现多个用户进行通信，需要采用一种称为多址（Multiple Access）的技术。
多址方式决定了多个用户之间的信号如何在共享的通信信道上进行传输。
在移动通信领域，常用的多址方式包括频分多址（FDMA）、时分多址（TDMA）和码分多址（CDMA）三种。
频分多址（FDMA）频分多址是一种将通信锥配合到不同的频率带宽的技术。
在频分多址中，通信信道被划分为若干个不同的频率带宽，每个用户获得独占的频率带宽，从而实现多用户之间的通信。
当用户需要发送数据时，其数据被调制到用户所分配的频率带宽上，然后通过无线电波进行传输。
接收端可以通过解调获得原始的数据。
频分多址主要优点包括较低的功率消耗、抗干扰能力强以及可靠性高。
它也存在一些缺点，例如频段资源有限、用户密度不高时频率资源浪费等问题。
时分多址（TDMA）时分多址是一种将通信时间划分成若干个时隙的技术。
在时分多址中，通信信道被划分为多个时间时隙，每个用户获得分配的时隙，从而实现多用户之间的通信。
当用户需要发送数据时，在自己的时隙内进行数据传输。
接收端根据时间时隙来识别不同的用户并接收数据。
时分多址的主要优点包括灵活性高、用户密度较大时资源利用率高以及抗干扰能力强。
由于通信时间划分需要精确同步，所以时分多址的实现比较复杂。
码分多址（CDMA）码分多址是一种将通信数据编码以实现传输多个用户数据的技术。
在码分多址中，通信信道被整个频带宽度共享，不同用户的数据通过不同的编码码字进行传输。
接收端根据编码码字解码来识别并接收数据。
码分多址可以通过独特的编码方式实现多用户之间的数据隔离。
码分多址的主要优点包括频谱利用效率高、用户密度不限以及抗干扰能力强。
实现码分多址需要复杂的编解码技术以及较高的系统复杂性。
移动通信的三种多址方式——频分多址、时分多址和码分多址，各具特点，并在不同应用场景中发挥作用。
C3 蜂窝移动通信网
1
扇区化小区
2013年8月12日 14
小区频率规划
在蜂窝移动通信网络中，同信道干扰问题已在 分群时考虑， 保证有足够的防护比，而邻道干 扰的问题则在信道分配时应加以考虑。 等频距分配法：
重复使用 21 17 6 10 23 19 8 12 1 13 3 15 5 9 频道组序号 7 11
21 17
1 13
22 18 5 9 24 20
2 14 4 16
2013年8月12日
15
信道分配
固定的信道分配：
每个小区分配给一组预先确定好的话音信道， 即基站的频点是固定不变的 控制方便，投资少 但信道的利用率较低。当一个基站的信道全 忙时，邻近的信道即使空闲也不能使用。
动态信道分配：
使信道的配置方法能够随移动通信网的地理 分布及业务量大小的变化而变化 频谱的利用率大约可提高20%
噪声与其它用户干扰，dB
接收机的处理增益，dB 平均接收SNR中值，dB 所需的SNR，dB 所需的SNR容限，dB
(N+I)
PG SNRmed SNRreq MdB
23
2. 5 蜂窝系统的性能准则
话音质量：在一个给定值下，认为话音质量或优良
的用户百分比，分为5级 CM5：优秀 (话音完全能听懂) CM4：良好 (话音容易听懂，但有噪声) CM3：一般 (话音可听懂但有一点困难，偶尔重发) CM2：差 (在相当的努力下话音才可懂) CM1：不可用
2013年8月12日 28
3.3 常用概念
噪声
干扰 爱尔兰
2013年8月12日
29
3.3.1 噪声---分类与特性
10
2013年8月12日
蜂窝的优缺点
移动通信的三种多址方式[1]
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移动通信的三种多址方式移动通信的三种多址方式1\引言移动通信是指通过无线传输媒介进行信息传递的通信方式。
在移动通信中，多址技术是实现多个用户同时共享同一通信资源的重要技术之一。
本文将介绍移动通信中常用的三种多址方式。
2\频分多址（Frequency Division Multiple Access，简称FDMA）频分多址是一种基于频域划分的多址技术。
在FDMA中，系统的频谱被划分成多个独立的频带，每个用户被分配一个频带来传输自己的数据。
不同用户的频带之间是相互独立的，因此可以实现多个用户之间的并行传输。
在FDMA中，基站负责管理频谱资源的分配和调度。
它通过将频带划分成一系列固定的子载波，每个用户被分配几个子载波用于数据传输。
这样，不同用户之间的数据传输可以同时进行，提高了系统的容量和效率。
3\时分多址（Time Division Multiple Access，简称TDMA）时分多址是一种基于时间划分的多址技术。
在TDMA中，系统的时间被划分成多个时隙，不同用户在不同的时隙中进行数据传输。
每个用户在自己的时隙中传输自己的数据，不同用户之间的时隙是互不干扰的。
在TDMA中，基站负责对时隙的分配和调度。
它通过将时间划分成一系列固定的时隙，并将每个时隙分配给不同的用户。
这样，不同用户之间的数据传输可以并行进行，提高了系统的容量和效率。
4\码分多址（Code Division Multiple Access，简称CDMA）码分多址是一种基于编码技术的多址方式。
在CDMA中，用户的数据通过不同的编码方式进行调制，并在同一频带中进行传输。
不同用户的数据通过独立的编码方式进行区分，因此可以实现多个用户之间的并行传输。
在CDMA中，基站和用户之间使用不同的扩频码进行通信。
基站根据用户的扩频码将其数据进行解调和解码，并将数据传输给相应的用户。
通过不同的扩频码，不同用户之间的数据传输可以同时进行，提高了系统的容量和效率。
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频分多址(FDMA) 第3章 频分多址(FDMA) 模拟蜂窝网
4. 某手机的灵敏度为 -110 dBm, 若接收机输入阻 抗为 50 ， 试求出相应的以电压表示的灵敏度。 5. 蜂窝系统中有哪些信道类型， 各有何特点? 在 话音信道中传输哪些控制信令? 6. 过境切换的含义是什么? 试简述过境切换的工 作过程。 7. SAT信号有何作用? 为何选用 5970、 6000和 6030 Hz三种类型的监测音?
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表 3 - 1 模拟蜂窝系统一览表
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3.1.2 系统结构 通常， 在一个大型蜂窝网移动电话系统中有若干 个移动电话交换局(MTSO)， 也称作移动交换中心 (MSC)。 图 3 - 1 示出由两个移动电话交换局构成的蜂 窝网移动电话系统结构。 这种类型的网络系统常称作 公共陆地移动网(PLMN)。 每一个MTSO均与公用电话 (PLMN) MTSO 交换网(PSTN)和所属基站(BS)连接， 其连接方式通常 有电缆、 光纤或数字微波线路等， 它们之间都有相应 的接口标准。
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每个移动用户在其常驻地的MTSO经过登记注册即可入 网， 此移动电话交换局称作归属(或原籍)移动电话交 换局(如MTSOA)， 经它所登记的移动用户称为本地用 户。 当移动台进入另一个移动电话交换局所管辖区时， 该移动电话交换局(如MTSOB)称为被访问移动电话交 换局， 来访的移动用户称为漫游用户。
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图 3 - 4 监测音的配置
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2. 信令音ST(Signalling Tone) 信令音在移动台至基站的反向话音信道中传输， 它是 10 kHz的音频信号。 信令音的主要用途如下： 第 一， 当MS收到BS发来的振铃信号时， MS在反向话音 信道上向BS发送ST信号， 表示振铃成功， 一旦移动 用户摘机通话， 就停发ST信号； 第二， 移动台在过 ST 境切换频道前， 在MTSO控制下， BS在原来的前向话 音信道上发送一个新分配的话音信道的指令，MS收到 该指令后， 就发送ST信号以表示确认。
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④ 用户容量大， 一个系统一般能为几万个用户提 供服务， 还能适应业务增加需要， 通过小区分裂以扩 充容量。 ⑤ 采用小区制频率再用技术， 当基站采用全向天 线时， 一个区群由 12 个小区组成， 频率再用率为 1/12， 其频道分配方法是等频距法， 以尽可能减少邻 道干扰。
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3.1.3 主要功能 表 3 - 1 所列的各种蜂窝网移动通信系统均具有下 列主要功能： ① 具有与公用电话网进行自动交换的能力。 ② 双工通信， 话音质量接近市话网标准。 ③ 双向自动拨号， 包括移动用户与市话用户间的 直接拨号以及移动台之间的直接拨号。
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图 3 - 1 蜂窝网移动电话系统结构
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由图 3 - 1 可见， 蜂窝网移动电话系统本身由三大 部分组成， 即移动电话交换局(MTSO)、 基站(BS)和 移动台(MS)。 其中， MTSO(或MSC)是基站与市话网 之间的接口， 是蜂窝网控制中心， 它不仅具有一般程 控交换机所具有的交换、 控制功能， 还具有适应移动 通信特点的移动性管理功能， 以完成移动用户主呼或 被呼所必需的控制。
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根据上述SAT和ST信号的有无， 可以判断MS处于摘机 还是挂机状态， 如表 3 - 2 所示。 例如， 当基站收到 移动台环回的SAT信号时， 同时又收到ST， 则表示移 动台处于挂机状态； 若只收到环回的SAT信号， 而未 收到ST， 则表明此时移动台已摘机。
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思考题与习题
1. 表 3 - 1 所列的各种模拟蜂窝系统的主要区别有 哪些? 各种系统之间能否实现漫游? 2. TACS系统中话音频偏为 9.5 kHz， 能否采用 AMPS系统的 12 kHz话音频偏? 试些主要功能? 其中的预 拨号方式(或称呼前拨号)有何优越性?
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5. 冲突退避 由于移动台的主呼是随机的， 因此若一个无线区 内有两个以上移动台同时发起主呼， 就会因争用控制 信道而发生冲突现象。 为此， 系统需要为减少冲突而 建立一种退避规则。 AMPS和TACS系统采用的办法是： 在前向控制信道的信令中每隔 10 位发一个忙/闲标志 位。 当控制信道“忙”时， 该比特位为“0”； 当控 制信道“闲”时， 该比特位为“1”。 移动台在反向控 制信道中发出预告信息， 表示要占用控制信道后， 继 续观察前向控制信道的忙/闲位。 如果基站同意它占用， 就将忙/闲位从“闲”改置为“忙”， 同时也告诉了其 它移动台此控制信道已被占用。
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为了提高监测音的可靠性， 避免与话音信号相互 间干扰， AMPS系统和TACS系统均采用话音频带外的 5970、 6000 和 6030 Hz三个单音作为监测音。 每个区 群使用其中一个监测音， 相邻区群分别使用另外两个 监测音。 例如， 由 7 个小区组成的区群， 其监测音的 分配如图 3 - 4 所示。
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图 3- 3 蜂窝系统的信道类型
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3.2.2 控制信号及其功能 1. 监测音SAT(Supervisory Audio Tone) 监测音用于信道分配和对移动用户的通话质量进 行监测。 当某一话音信道要分配给某一移动用户时， BS就在前向话音信道上发送SAT信号。 移动台检测到 SAT信号后， 就在反向话音信道上环回该SAT信号。 BS收到返回的SAT信号后， 就确认此双向话音信道已 经接通， 即可通话。
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图 3 - 5 过境切换过程
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4. 寻呼与接入 所谓“寻呼”， 是指当市话用户呼叫某一个移动 用户时， MTSO通过某一个基站或位置区内的多个基 站甚至所有基站发出呼叫信号， 包括被呼用户号码以 及话音信道指配代号等。 这些寻呼信号是在前向控制 信道上发送的。
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每个基站主要由基站控制器和多部信道机等组成， 信道机的数量取决于基站同时与移动台通话的数目， 它们以频分多址方式工作， 对每个用户使用一对不同 的双工频率进行发射和接收信号。 基站信道机主要由 发射机、 接收机组成， 控制器用于与移动电话局、 移 动台进行信令交换和控制。 每个基站还配有定位接收 机， 监测移动台位置， 以便为越区切换服务。
3.2 系统控制及其信令
3.2.1 系统的控制结构 无论是AMPS系统还是TACS系统， 其系统控制都 涉及公用市话网、 移动电话局、 基站和移动台之间的 话音和信令的传输与交换。 蜂窝系统的控制结构如图 3- 2 所示。
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图 3 - 2 蜂窝系统的控制结构
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⑥ 具有自动过境切换频道技术， 切换时间小于 20 ms。 ⑦ 设备通用性较强， 通常基站、 移动台等设备在 网络覆盖范围内可以通用。 ⑧ 各地之间可以连网， 具有自动漫游功能。
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表 3 - 2 移动台摘机/挂机信号表
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3. 定位与过境切换 在移动台通话过程中， 为其服务的基站定位接收 机不断监测来自移动台的信号电平， 当发现环回的监 测音SAT的电平低于某一指定值SSH(Signal Strength for Handoff Request), 即信号电平降至请求过境切换的强度 时， 立即告知MTSO， MTSO当即命令邻近的BS同时 监测该移动台的信号电平， 并立即把测量结果向 MTSO报告。 MTSO根据这些测量结果， 就可判断移 动台驶入了哪个小区， 上述过程就称为定位。 通过定 位， 就能确定是否需要以及如何进行过境切换。 过境 切换的过程如图 3 - 5 所示。
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由图 3 - 2 可见， 系统中既有无线信道， 又有有 线信道， 而且都有话音信道和控制信道之分。 话音信 道主要用于传送话音， 而控制信道专用于传送控制信 令。 因为控制信道是为建立话音信道服务的， 所以也 把控制信道称作建立信道。 通常， 从基站(BS)至移动 台(MS)的传输信道称为前向(或下行)信道， 包括前向 话音信道和前向控制信道； 反之， 从MS至BS传输的 信道称为反向(或上行)信道， 它也包括反向话音信道 和反向控制信道。 基站与移动电话交换局之间可分为 有线数据线路和有线话音线路。 上述信道的分类示于 图 3 - 3。
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第3章 频分多址 章 频分多址(FDMA) 模拟蜂窝网
3.1 概述 3.2 系统控制及其信令 思考题与习题
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