实验七 TDMA(时分多址)移动通信

实验七 TDMA（时分多址）移动通信
一、实验目的
掌握TDMA（时分多址）移动通信原理。

二、实验内容
测量2信道TDMA移动通信实验系统发端及收端波形，掌握TDMA通信原理。

三、实验仪器设备
1．双路无线综合测试仪；
2．无绳电话（座机和手机）；有线电话若干；
3. 小型程控交换机；
4．数字示波器。

四、实验要求
要求学生学习TDMA移动通信息系统的基本原理。

五、实验内容
1．设置综测仪为TDMA通信工作方式（按K1至T/CDMA灯亮，再按K2键），打开发射机TX-BS（K6置ON，K7置BS，BS测量面板TX灯亮），置内调制（K9置INT），综测仪内部组合成图7-1所示2信道TDMA通信系统，图中收发端有关
点的信号已引到收发信机测量面板上（发端只引出D
1，d
1
及d
2
未引出）。

2．反复按K2键，系统循环步进处于表7-1所示二种子工作方式之一。

表7-1 二信道TDMA通信子工作方式
3．双踪示波器二个通道都设置为DC 、2V/DIV~5V/DIV ；扫描速率1ms/DIV~5ms/DIV ；外触发方式，外触发输入接至综测仪MS 测量面板TRI A 端。

4．顺着信号流向测量并用座标纸记录二种子方式下系统发端D 1及收端AF O 、D K1、D K2、CLK(上升沿有效)、D K 波形，比较发端数据及收端数据，其中收端某时隙的数据D K 要对比时钟CLK （上升沿有效）来读取。

由此了解TDMA 通信基本原理。

5．关断TX-BS （K6置OFF ，BS 测量面板TX 灯灭），再测量各点信号。

六、实验报告要求
整理实验记录，画出TDMA 移动通信系统框图，并分别画出系统在二种子工作方式下发端D 1及收端AF O 、D K1、D K2、CLK(上升沿有效)、D K 波形，分析、总结TDMA 通信工作原理。

答：1、图7-1为两信道（两个时隙TS 1、TS 2）TDMA 移动通信实验系统框图。

2、系统在2种子工作方式下，发端D1及收端AFO 、DK1、DK2、CLK(上升沿
有效)、DK波形,以及其分析：
①发端D1及收端AF O：
当占空比为0.1时，图形如下所示：
当占空比为0.9时，图形如下所示：
由图可以观察到：AF O是通过调制和解调后输出的波形。

②发端D1及收端D K1的对比图形如下所示：
当占空比为0.1时，图形如下所示：
有图形可以观察出，D K1是AF O经过整波后所得到的图形。

③发端D1及收端D K2的对比图形：
当占空比为0.1时，图形如下所示：
当占空比为0.9时，图形如下所示：
由图形可以观察到，D K2是D K1经过积分变换后所得到的图形。

④D K是CLK的对比波形：
当占空比为0.9时，图形如下所示：
由图形可以观察到，CLK是上升沿触发。

⑤发端D1及收端D k的对比图形：
当占空比为0.1时，图形如下所示：
分析：由图形可以观察到，D K是TDMA移动通信系统的终端输出。

发端D1发出的是d1和d2的复接的波形，当占空比为0.1时，收端
D K收到的是d1；当占空比为0.9时，收端D K收到的是d2。

3、TDMA通信工作原理
由以上各图知：发端TX-BS为系统基站BS的发射机，两个时隙TS
1及TS
2
的
数据d
1及d
2
复接成帧数据D
1
，d
1
=1010…（每时隙4bit，周期循环），d
2
=1100…(每
时隙4bit，周期循环)，则D
1
=10101100…（每帧8bit，2个时隙，周期循环），码速率f b=1.2kb/s。

D1经FSK载波调制后发送给移动台。

收端RX-MS载波FSK解调后的基带信号经整形、积分/采样，以最低误码率恢复发端数据。

时隙及时钟同步电路送出某个时隙的同步时钟CLK，取出本移动台给定时隙的数据。

通过切
换本地时钟的时隙为TS
1或TS
2
，模拟二个TDMA移动台MS
1
/MS
2
的接收机，分别接
收TS
1的数据d
1
或TS
2
的数据d
2。

所以，TDMA通信工作原理为：时分多址TDMA（Time Division Multiple Access）是把时间分割成周期性的帧，每一帧再分割成若干个时隙，1个时隙就是一个TDMA信道，按需要动态分配给用户使用。

每一帧包括一个基准分针以及若干个消息分帧，消息分帧的数目决定系统容纳的站数或地址数。

TDMA在规定
的时隙内，以突发的形式发射已调信号，此信号通过转发器时在时间上是严格按时间的次序排列，互不重叠的。

七、思考题
试比较TDMA与CDMA、FDMA移动通信原理的异同。

答：CDMA(码分多址)是采用扩频的码分多址技术。

所有用户在同一时间、同一频段上，根据不同的编码获得业务信道。

CDMA技术的原理是基于扩频技术，即将需传送的具有一定信号带宽信息数据，用一个带宽远大于信号带宽的高速伪随机码进行调制，使原数据信号的带宽被扩展，再经载波调制并发送出去。

接收端使用完全相同的伪随机码，与接收的带宽信号作相关处理，把宽带信号换成原信息数据的窄带信号即解扩，以实现信息通信。

TDMA(时分多址)是采用时分的多址技术。

业务信道在不同的时间分配给不同的用户。

TDMA技术的原理是把时间分割成周期性的帧(Frame)每一个帧再分割成若干个时隙向基站发送信号，在满足定时和同步的条件下，基站可以分别在各时隙中接收到各移动终端的信号而不混扰。

同时，基站发向多个移动终端的信号都按顺序安排在予定的时隙中传输，各移动终端只要在指定的时隙内接收，就能在合路的信号中把发给它的信号区分并接收下来。

FDMA(频分多址)是采用调频的多址技术。

业务信道在不同的频段分配给不同的用户。

FDMA是数据通信中的一种技术，即不同的用户分配在时隙相同而频率不同的信道上。

按照这种技术，把在频分多路传输系统中集中控制的频段根据要求分配给用户。

同固定分配系统相比，频分多址使通道容量可根据要求动态地进行交换。

在FDMA系统中，分配给用户一个信道，即一对频谱，一个频谱用作前向信道即基站向移动台方向的信道，另一个则用作反向信道即移动台向基站方向的信道。

这种通信系统的基站必须同时发射和接收多个不同频率的信号，任意两个移动用户之间进行通信都必须经过基站的中转，因而必须同时占用2个信道(2
对频谱)才能实现双工通信。

八、实验心得：
通过本次实验，了解并且测量了TDMA移动通信实验系统发射端及接收端的波形，发现在收发两端解调出来的波形有时延和在不同时段和通道下，所接收到的波形和原波形的差异的比较，了解了TDMA移动通信实验系统的现象和作用，
同时通过对在占空比为0.1的TDMA工作方式下，发端D
1及收端AF
O
、D
K1
、D
K2
、
CLK、D
K 波形以及0.9占空比TDMA工作方式下，发端D
1
及收端AF
O
的波形的观测，
熟悉并掌握TDMA移动通信的基本原理。

通过对序列码和各点波形的分析，使我深入的学习了TDMA工作方式。