无线通信原理与应用-9.1 固定多址(频分多址、时分多址、码分多址、空分多址)

时隙1 时隙2 时隙3 - - - - - 时隙N
频率
尾比特 同步比特
信息数据 保护比特
时间
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无线通信原理与应用
Wireless Communications Principles and Practice
§9.3 时分多址（TDMA）
• TDMA的效率：发射的数据中信息所占的百分比，不包 括为接入模式而提供的系统开销。
§9.3 时分多址（TDMA）
• 发射数据是用缓存－突发法，省电，切换简单，不需要双工器， 不同用户分配不同的带宽；
• 同步开销大，必须有自适应均衡、保护时隙；
• 用户共享一个载波频率，利用互不交叉的时隙，时隙数取决于调 制技术、有效带宽等；
代码 信道N
头比特
一个TDMA帧 信息
尾比特
时隙
信道3 信道2 信道1
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第9章 无线通信多址技术
• 9.1 概述 • 9.2 频分多址（FDMA） • 9.3 时分多址（TDMA） • 9.4 扩频多址（SSMA） • 9.5 空分多址（SDMA） • 9.6 分组无线电（PR） • 9.7 蜂窝系统的容量
§9.1 概述
• 频分双工（FDD）：为一个用户提供两个确定的频段。前向 频段提供从基站到移动台的传输，而反向频段提供从移动台 到基站的传输。
• 在FDD中，前向和反向频段的频率分配在整个系统中是固定 的。
• 时分双工（TDD）：用时间而不是频率来提供前向链路和反 向链路。前向时隙和反向时隙之间的时间分隔很小时，用户 听起来就是同时的。
和码分多址（CDMA）。 • 还有两种多址模式用于无线通信：分组无线电（PR）和空分多
址（SDMA）。 • 选择什么样的多址方式取决于通信系统的应用环境和要求 。
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Wireless Communications Principles and Practice全球移动通信系统（GSMFra bibliotek TDMA/FDD
美国数字蜂窝（USDC） TDMA/FDD
日本数字蜂窝（JDC）
TDMA/FDD
CT2（无绳电话）
FDMA/FDD
欧洲数字无绳电话（DECT） FDMA/FDD
美国窄带扩频（IS-95） CDMA/FDD
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式分配，而每个信道用TDMA方式共享。 • 宽带系统：信道的发射带宽比信道的相干带宽大得多。
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§9.1 概述
不同无线通信系统中的多址技术
蜂窝移动通信系统
多址技术
高级移动电话系统（AMPS） FDMA/FDD
每一帧的系统开销数：bOH Nrbr Ntbp Ntbg Nrbg Nr：每一帧参考码组数，Nt：每一帧业务码组数， br：参考码组的开销比特，bp：每一时隙中每个头比特的开销， bg：每一保护时间间隔的等效比特数 每一帧总比特数为：bT Tf R Tf ：帧长，R：信息比特率
帧效率： f 1 bOH bT 100％
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§9.3 时分多址（TDMA）
• TDMA系统的信道数：把每一个信道的TDMA时隙与有效信道相 乘，得到TDMA系统中所提供的TDMA信道时隙数。
m
N
Btot 2B保护
– 频率分隔必须使用于不太昂贵的RF设备。
• TDD
– 消除了单独的两个频段的需要。 – 接收和发射之间存在时间间隔。 – 应用限制在无绳和短距离无线接入。
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§9.1 概述
§9.2 频分多址（FDMA）
• 特点：连续发射、通常用于窄带系统、简单、但基站成 本高（使用双工器、带通滤波器和精确的射频滤波器）。
• 许多信道在一个基站中共享同一个天线，可能导致非线 性效应，产生交调频率。
代码
信信信
信
道道道
道
123
N
时间
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频率
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Bc
m : 每一个信道所能支持的最大TDMA用户数，
• 例9.3 TDMA/FDD GSM 系统采用25MHz带宽用于前向链路， 并被分成200kHz的无线信道，如果一个无线信道支持8语音用户， 并假设没有保护时隙，求 此GSM系统包含的同时用户数。
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第9章 无线通信多址技术
• 多用户通信系统有几种典型的方式： • 多址接入系统：许多用户共享有限的无线频谱。 • 广播网：一个发射机发送信号给许多用户。 • 为了能使多用户正常地进行通信，需要采用有效的多址技术。 • 多址方式的基本类型有频分多址（FDMA）、时分多址（TDMA）
• 共享有效带宽。根据有效带宽是怎样分配给用户的，可以把 这些技术分为窄带系统和宽带系统。
• 窄带系统：单个信道的带宽同所期望的信道的相干带宽一致。 FDMA/FDD：可用的无线带宽被分成许多窄带信道，这些
信道工作在FDD方式，每个用户分配一个信道，不共享。 TDMA/FDD和TDMA/TDD：大量的无线信道用FDD/TDD方
反向信道
频率分隔
前向信道
频率
反向信道
时间分隔
前向信道
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时间
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§9.1 概述
• FDD和TDD的比较： • FDD
– 收发信机同时地发送和接收相差大于100dB的无线信号，必须 谨慎地分配频率，使其与共用这两个频段地其它用户保持协 调。