移动通信原理与工程教学课件胡记文04.ppt

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1、第4章组网技术4.1多址技术4.2区域覆盖和信道分配4.3越区切换和位置管理4.4信令4.5信道复用4.6信道选择方式4.7天线共用器知识点移动通信的多址技术大区制、小区制、频率分配信令的形式信道复用及话务量天线共用器难点信道分配方法信道选择方式话务量计算要求掌握：FDMA、TDMA、CDMA概念小区制的构成及信道分配理解：信道自动选择方式了解：天线共用器的组成原理4.1多址技术4.1.1FDMA方式1.FDMA系统原理FDMA为每一个用户指定了特定信道，这些信道按要求分配给请求服务的用户。在呼叫的整个过程中，其他用户

2、不能共享这一频段。从图4.2中可以看出，在频分双工（FDD：Frequencydevideduplex）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(BS)向移动台(MS)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。它们的频谱分割如图4.3所示。在频率轴上，前向信道占有较高的频带，反向信道占有较低的频带，中间为保护频带。在用户频道之

3、间，设有保护频隙，以免因系统的频率漂移造成频道间的重叠。图4.3FDMA2.FDMA系统的特点FDMA系统有以下特点：(1)FDMA信道每次只能传送一个电话。(2)每信道占用一个载频，相邻载频之间的间隔应满足传输信号带宽的要求。为了在有限的频谱中增加信道数量，系统均希望间隔越窄越好。FDMA信道的相对带宽较窄(25kHz或3OkHz)，每个信道的每一载波仅支持一个电路连接，也就是说FDMA通常在窄带系统中实现。(3)符号时间与平均延迟扩展相比较是很大的。FDMA方式中，每信道只传送一路数字信号，信号速率低，一般在25kbit

4、/s以下，远低于多径时延扩展所限定的100kbit/s。(4)移动台较简单，和模拟的较接近。(5)基站复杂庞大，重复设置收发信设备。基站有多少信道，就需要多少部收发信机，同时需用天线共用器，功率损耗大，易产生信道间的互调干扰。(6)FDMA系统每载波单个信道的设计，使得在接收设备中必须使用带通滤波器允许指定信道里的信号通过，滤除其他频率的信号，从而限制临近信道间的相互干扰。(7)越区切换较为复杂和困难。因在FDMA系统中，分配好语音信道后，基站和移动台都是连续传输的，所以在越区切换时，必须瞬时中断传输数十至数百毫秒，以把通信

5、从一频率切换到另一频率去。对于语音，瞬时中断问题不大，对于数据传输则将带来数据的丢失。在模拟蜂窝系统中，采用FDMA方式是唯一的选择。而在数字蜂窝中，则很少采用纯FDMA的方式。4.1.2TDMA方式1.TDMA系统原理TDMA是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。如图4.4所示，系统根据一定的时隙分配原则，使各个移动台在每帧内只能按指定的时隙向基站发射信号(突发信号)，在满足定时和同步的条件下，基站可以在各时隙中接收到

6、各移动台的信号而互不干扰。同时，基站发向各个移动台的信号都按顺序安排在预定的时隙中传输，各移动台只要在指定的时隙内接收，就能在合路的信号(TDM信号)中把发给它的信号区分出来。所以TDMA系统发射数据是用缓存－突发法，因此对任何一个用户而言发射都是不连续的。这就意味着数字数据和数字调制必须与TDMA一起使用，而不像采用模拟FMMA系统。图4.4TDMA系统的工作方式2.TDMA的帧结构TDMA帧是TDMA系统的基本单元，它由时隙组成，在时隙内传送的信号叫做突发(bust)，各个用户的发射相互连成1个TDMA帧，帧结构示意图如

7、图4.5所示。图4.5TDMA从图中可以看出，1个TDMA帧是由若干时隙组成的，不同通信系统的帧长度和帧结构是不一样的。典型的帧长在几毫秒到几十毫秒之间，例如：GSM系统的帧长为4.6ms(每帧8个时隙)，DECT系统的帧长为1Oms(每帧24个时隙)。在TDMA/TDD系统中，帧信息中时隙的一半用于前向链路；而另一半用于反向链路。在TDMA/FDD系统中，有一个完全相同或相似的帧结构，要么用于前向传送，要么用于反向传送，但前向和反向链路使用的载频和时间是不同的。TDMA/FDD系统有目的的在一个特定用户的前向和反向时隙间设

8、置了几个延时时隙，以便在用户单元中不需要使用双工器。在TDMA系统中，每帧中的时隙结构的设计通常要考虑三个主要问题：一是控制和信令信息的传输；二是信道多径的影响；三是系统的同步。在GSM系统中，TDMA帧和时隙的具体构成将在以后详细介绍。3.TDMA系统的特点TDMA系统有以下特点：(1)