移动通信的多址方式课件.

时分多址技术 (TDMA)
时分多址技术通过将时间划分为不同的时隙，让不同的用户在不同的时隙上进行通信，从而实现多用户 同时通信。
码分多址技术 (CDMA)
码分多址技术利用不同的扩频码来区分不同的用户，使它们能够在同一时间和频率上进行通信。
多址技术的应用
多址技术在通信系统中被广泛应用，如移动通信、卫星通信和无线局域网。 此外，多址技术也在其他领域如无线传感器网络和物联网中发挥着重要作用。
多址技术的发展趋势
通过对现状的分析，我们可以看到多址技术在通信领域的发展仍然具有巨大的潜力。随着无线通信的不 断发展，多址技术将继续向更高效、更可靠的方向发展。
结论
多址技术具有各自的优缺点，能够满足不同通信需求。我们建议继续深入研 究多址技术，并根据不同应用场景提出相应的改进和发展方向。
参考文献
• 文献1 • 文献2
多址技术 PPT课件
在这份《多址技术》PPT课件中，我们将深入探讨多址技术的原理、分类、 优缺点以及应用领域，并展望其未来的发展趋势。
什么是多址技术
多址技术是一种在通信中许多个用户同时使用同一频率或时间资源的技术。它可以通过分频、分时或 分码的方式来实现。
频分多址技术 (FDMA)
频分多址技术通过将频谱划分为不同的频带，使不同用户在不同的频段上进行通信，从而实现多用户同 时通信。

参量， x i 为第i个用户地址的保护区间。式(5.1.1)是纯
理论上的表达式，而式(5.1.2)为实际表达式。而且正
交参量应满足：
i j
1,当ij时 0,当ij时
5
5.1.1根本原理
• 2) 在接收端，设计一个正交信号识别器，如下所示：
n ix i( t)
i 1
正 交 识 别 器
j
x i( t), 当 i = j 时 =0 , 当 i ≠ j 时
4
5.1.1根本原理
• 信号的正交特性具体是通过信号的正交参量 i ,
i=1,2,…n来实现的。即
• 1) 在发送端，设计一组相互正交信号如下
n
x(t) ixi(t) i1
(5.1.1)
n
n
xi ixi(t)
i1
i1
(5.1.2)
其中 x i (t ) 为第i个用户的信号， i 为第i个用户的正交
帧头
信息
帧尾
时隙1 时隙2 时隙3
时隙8
•
尾比特 同步
信息比特
• GSM系统一个TDMA帧的构造
保护比特
18
5.2.2 TDMA
• GSM系统的时隙构造可划分为四种类型：常规突发序
列、频率校正突发序列、同步突发序列、接入突发序
列。GSM采用频率双向双工FDD方式，与TACS一样。 上、下行频段(发、收)间隔为45MHz，每个话音信道 占用200kHz，采用GMSK调制。GSM系统总共可提供 频点数为：
2
§5.1 多址技术的根本概念
移动用户要建立通信，首先要实现 动态寻址，即在效劳范围内利用开放式 的射频电磁波寻找用户地址，同时为满 足多个移动用户同时实现寻址，多个地 址之间还必须满足相互正交特性，以防 止产生地址间相互干扰。

4．空分多址（SDMA）
空分多址连接的多址信道是不同的窄波束 ，将电波在空间分割成不同的波束，与不 同地址的移动台实现通信。空分多址连接 应用在卫星通信中，利用卫星上具有不同 指向的多个窄波束（又称点波束）和不同 地址的地球站实现通信。
1-5-12 移波束，将电波在空间分割成不同的波束，与不同地址的移动台实现通信。 1-5-12 移动通信的多址方式 空分多址连接的多址信道是不同的窄波束，将电波在空间分割成不同的波束，与不同地址的移动台实现通信。 1-5-12 移动通信的多址方式 空分多址连接的多址信道是不同的窄波束，将电波在空间分割成不同的波束，与不同地址的移动台实现通信。 4．空分多址（SDMA） 1-5-12 移动通信的多址方式 4．空分多址（SDMA） 1-5-12 移动通信的多址方式 1-5-12 移动通信的多址方式 4．空分多址（SDMA） 4．空分多址（SDMA） 4．空分多址（SDMA） 4．空分多址（SDMA） 1-5-12 移动通信的多址方式
空分多址连接的多址信道是不同的窄波束，将电波在空间分割成不同的波束，与不同地址的移动台实现通信。 1-5-12 移动通信的多址方式 4．空分多址（SDMA） 1-5-12 移动通信的多址方式 4．空分多址（SDMA） 4．空分多址（SDMA） 4．空分多址（SDMA） 空分多址连接的多址信道是不同的窄波束，将电波在空间分割成不同的波束，与不同地址的移动台实现通信。 4．空分多址（SDMA） 4．空分多址（SDMA） 空分多址连接的多址信道是不同的窄波束，将电波在空间分割成不同的波束，与不同地址的移动台实现通信。 空分多址连接的多址信道是不同的窄波束，将电波在空间分割成不同的波束，与不同地址的移动台实现通信。 空分多址连接的多址信道是不同的窄波束，将电波在空间分割成不同的波束，与不同地址的移动台实现通信。 空分多址连接的多址信道是不同的窄波束，将电波在空间分割成不同的波束，与不同地址的移动台实现通信。 4．空分多址（SDMA）

将OFDM和FDMA技术结合形成的OFDMA技术是最常见的OFDM多址技术， 又分为子信道（Subchannel）OFDMA和跳频OFDMA。子信道OFDMA即将整 个OFDM系统的带宽分成若干子信道，每个子信道包括若干子载波，分配 给一个用户（也可以一个用户占用多个子信道）。 OFDM子载波可以按两 种方式组合成子信道：集中式（Locolized）和分布式（Distributed），如图 所示。集中式即将若干连续子载波分配给一个子信道（用户），这种方式 下系统可以通过频域调度（scheduling）选择较优的子信道（用户）进行 传输，从而获得多用户分集增益（图（a））。另外，集中方式也可以降 低信道估计的难度。但这种方式获得的频率分集增益较小，用户平均性能 略差。分布式系统将分配给一个子信道的子载波分散到整个带宽，各子载 波的子载波交替排列，从而获得频率分集增益（图（b））。但这种方式 下信道估计较为复杂，也无法采用频域调度，抗频偏能力也较差。设计中 应根据实际情况在上述两种方式中灵活进行选择。
正交频分多址接入(OFDMA)是OFDM(正交频分复用)调制的一种形式，它 针对多用户通信进行了优化，尤其是蜂窝电话和其它移动设备。4G正是 采用这种方式，利用这种技术可以实现例如无线区域环路(WLL)、数字音 讯广播(DAB)等方面的无线通信增值服务。
4G 系统采用的核心技术是正交频分复用(OFDM) 技术,属于 多载波调制技术;3G系统中采用的是码分多址( CDMA) 技术， 是单载波，CDMA200虽采用的是多载波技术，但各个载波之 间相互独立，而OFDM各子载波之间有重叠部分。随着OFDM 技术的发展，也出现了一系列改进的OFDM技术，以解决 OFDM本身的一些问题。
下行速 率
上行速 率
384kbps 118kbps

率、正交调制 的同相（I）和正交（Q）分支等基本的物理资源来 实现物理信道， 并完成与上述传输信道的映射。
与传输信道相对应， 物理信道也分为专用物理信道 和公共物理信道。 一般的物理信道包括3层结构： 超帧、 帧和时隙。超 帧长度为720 ms，包括72个帧；每帧长为10 ms，对应 的码片数为38 400 chip；每帧由15个时隙组成,一个时 隙的长度为2560 chip；每时隙的比特数取决于物理信 道的信息传输速率。
在WCDMA无线接口中，传输的数据速率、信道 数、发送功率等参数都是可变的。为了使接收机能 够正确解调，必须将这些参数在物理层控制信息中 通知接收机。
物理层控制信息由为相干检测提供信道估计的导频比 特、 发送功率控制(TPC)命令、 反馈信息(FBI)、 可 选的传输格式组合指示(TFCI)等组成。
其中无线接入网络处理所有与无线有关的功能，而CN 处理UMTS系统内所有的话音呼叫和数据连接，并实 现与外部网络的交换和路由功能。CN从逻辑上分为电 路 交 换 (CS ， Circuit Switched) 域 和 分 组 交 换 (PS ， Packet Switched)域。
用户设备(UE)+UTRAN+CN构成一个完整的WCDMA移
随机接入的发送格式示于图9-4。
图9-4 随机接入的发送格式
它由一个或几个长度为4096 chip的前置序列和10
ms或20 ms的消息部分组成。随机接入突发前置部
图9-3 上行专用物理信道的帧结构
(2) 公共上行物理信道:
与上行传输信道相对应，公共上行物理信道也分为 两类。用于承载RACH的物理信道称为物理随机接 入信道(PRACH)，用于承载CPCH的物理信道称为 物理公共分组信道(PCPCH)。

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
兰，因此它的平均信道利用率就是 43.75%
。
4）呼损率 B： 损失话务量占流入话务量的比率： A A0 B A
A 3 600 A/ n n m a C T k
全网的用户数为m· n。
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)。 表 5 – 3 用户数的计算
例 5.2 有200万人口的市区，三个相互竞 争的系统 A，B，C 提供蜂窝服务。 系统 A中有19个信道的小区394个； 系统 B中有57个信道的小区98； 系统 C中有100个信道的小区49个. 阻塞概率为2%. 每个用户每小时平均打2 个电话, 每个电话平均通话时间为3分钟. 求: 系统所能支持的用户数 。假设所有 三个系统都以最大容量工作, 计算每个系 统的市场占有百分比。
A u U A 5 0 0 . 1 5 E r l a n d
表示50个用户在系统中产生的话务量 为5爱尔兰。
3 ）. 设在观察时间T小时内，全网共完成C1次通话，
则每小ห้องสมุดไป่ตู้完成的呼叫次数为 完成话务量即为
C1 0 T
1 A S C 0 0 1S T
(5 - 7)
因为共有394个小区，系统A所能支持目 120x 394＝47280个。
系统B， 已知：
阻塞概率：2%＝0.02
系统中每个小区所用的信道数，C=57 2 ( 3 / 6 0 ) 0 . 1 每个用户的话务量强度 AS 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：

7.4 码分多址
D1
B1
B2
信息
信息调制
扩频调制
B2+N
B1
D1
扩频解调
信息解调
PN码发生器
PN码发生器
N：噪音
同步电路
7.4 码分多址
7.4.2 正交Walsh函数 Walsh函数波形Βιβλιοθήκη W al(0,t)t
W al(1,t)
t
W al(2,t)
t
W al(3,t)
t
W al(4,t)
t
W al(5,t)
7.5空分多址
作业
• 7.1 • 7.5 • 7.8
第七章 挪动通讯中的 多址接入技术
挪动通讯原理与运用
主要内容
• 概述 • FDMA方式 • TDMA方式 • CDMA方式 • SDMA方式 • 系统容量 • 习题
7.1 概述
➢ 问题描画：
➢ 挪动通讯系统中基站的多路任务和挪动台单路任 务构成了挪动通讯的一大特点。
➢ 1)基站以怎样的信号传输方式发送信号，使各挪 动台能从中识别发送给本挪动台的信号？〔下行〕
H4H22H H2 2
00 00
H H2 20 01 0
01 11
00 00 00 00
01 10
0
0
00
11
1
1
00 11 11 00
H8
H 44
H4
H
4
H H
4 4
00 01
11 10
00 01
11 10
01 10 10 01
H2N
HN HN
HN
HN
01 01

无线通信原理与应用
第9章 无线通信多址接入技术
主要内容
多址是一个什么样的问题？ 允许冲突的多址方式简介 双工方式的回顾 无冲突的多址方式简介 系统容量
多址是一个什么样的问题？1
一个无线通信系统使用分配给其特定业务的指定 频段。
例如：美国当初为AMPS系统分配的频段是： 824～849MHz（共25MHz） 用于反向通信， 869～896MHz（共25MHz） 用于前向通信。
常用的无冲突的ma常用的无冲突的频分多址fdma不同信道即不同频道分多址dma不同信道即不同频道时分多址tdma不同信道即不同时隙分多址dma不同信道即不同时隙timefrequency码分多址cdma不同信道即不同扩频序列分多址dma不同信道即不同扩频序列code空分多址sdma不同信道即天线的不同分多址dma不同信道即天线的不同点状定向辐射区域spacefdma是tdma和cdma的基础是和的基础由于信号调制的结果是已调信号占用一定的带宽定的带宽所以信号的无线传输最终表现为对频谱的占用
保护间隔(Guard Period)是以bit为单位的，GSM 中每bit持续时间为576.92/156.25=3.692μs，电波 每秒钟传输300,000,000米；考虑双向传输的开销， 如果基站距移动台距离为d(米)，则 GP=(2d/300)/3.692=d/553.8 bits 若距离d以km计，则GP=d/0.5538 bits 所以最小可分辨的距离为553.8米(0.5538公里)。
IS95使用的扩频码
IS95的下行链路（BSMS）采用Walsh序列进行扩频， 所用序列为64个码片的序列，即对应于H h(a6d)的各列。扩 频增益为64。
值得一提的是，IS95的上行链路并不将Walsh序列用于扩 频。这是因为，下行链路可以保证针对各个用户的信号的 同时发送，而就上行链路而言，不同用户的信号不可能同 时到达基站。而Walsh序列仅在彼此间不存在时移时能够 保证完全正交，在相互之间存在任意时移时，反而会具有 较大的互相关值。于是上行链路采用同一m序列（长码） 的不同时移版本实现不同用户的扩频。

基站是以怎样的信号传输方式接收、处理和转发移动台 来的信号呢？基站又以怎样的信号结构发出各种移动台 的寻呼信号，并且使移动台从这些信号中识别出发给本 台的信号呢？这就是多址连接方式的问题，即多址接入 方式的问题。
7.1.2 多址接入方式
多址接入方式的数学基础是信号的正交分割原理。无线信号可以表 达为时间、频率和码型的函数，即
7.4 码分多址（CDMA）方式
工作原理 系统特点 存在问题
7.4.1 CDMA的工作原理
码分多址系统为每个用户分配了各自特定的地址码，利用 公共信道来传输信息
CDMA系统的地址码相互具有准正交性，以区别地址，而在 频率、时间和空间上都可能重叠
系统的接收端必须有完全一致的本地地址码，才能对接收 的信号进行相关检测
7.3 时分多址（TDMA）方式
工作原理 系统特点
7.3.1 TDMA工作原理
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。 基站按时隙排列顺序发收信号，各移动台在指定的时隙内收 发信号。
MS1
BS
MSC
C1
c1
MS1
C2
MS2
c2
CN
BS
cN
MSN
CDMA系统工作示意图
7.4.2 CDMA中的地址码类型
用户地址：用于区分不同移动用户； 多速率(多媒体)业务地址：用于多媒体业务中区分不同速
率类型的业务； 信道地址：用于区分每个小区或每个扇区内的不同信道； 基站地址：用于区分不同基站或扇区。 常采用m序列、Gold序列、 Walsh 、0VSF序列等。
Ts
） ，所以码间干扰较少，