移动通信第7章移动通信中的多址接入技术
oma 多址技术
oma 多址技术OMA多址技术，也被称为OMA多址接入（OMA-MA），是一种用于移动通信网络中的多址接入技术。
OMA多址技术可以允许多个用户同时访问通信网络，而不会造成干扰或冲突。
OMA多址技术的实现是通过在每个用户之间分配不同的通信信道来实现的。
在本文中，我们将深入探讨OMA多址技术的工作原理和优势。
OMA多址技术的工作原理OMA多址技术是一种基于CDMA（码分多址）的多址接入技术。
它在CDMA的基础上添加了一些新的功能，以提高系统的容量和效率。
在OMA多址技术中，每个用户被分配一个唯一的码片序列（CDMA 码），该码片序列用于在用户之间区分通信信道。
每个用户都可以使用相同的频率和时间资源，因为它们使用的是不同的码片序列。
当用户发送数据时，它们的数据被编码为数字信号，并与其唯一的CDMA码片序列相乘。
这种编码方式可以使每个用户的信号在传输过程中保持分离，从而避免干扰和冲突。
在接收端，接收器使用相同的CDMA码片序列来解码收到的信号，以恢复原始数据。
OMA多址技术的优势OMA多址技术具有多种优势，使其成为移动通信网络中最受欢迎的多址接入技术之一。
OMA多址技术在信号传输时能够有效地减少干扰和冲突。
这是因为每个用户都使用唯一的CDMA码片序列，这使得每个用户的信号在传输过程中保持分离。
这样可以避免在多个用户同时访问通信网络时出现干扰和冲突的情况。
OMA多址技术可以提高系统的容量和效率。
由于每个用户都可以使用相同的频率和时间资源，因此可以更有效地利用可用的系统资源。
这可以使系统同时支持更多的用户，从而提高了系统的容量和效率。
OMA多址技术还可以提供更好的安全性和隐私保护。
由于每个用户都使用唯一的CDMA码片序列，因此只有授权用户才能访问通信信道。
这可以保证数据的安全性和隐私保护。
总结OMA多址技术是一种用于移动通信网络中的多址接入技术。
它基于CDMA技术，通过在每个用户之间分配唯一的CDMA码片序列来区分通信信道。
第七讲蜂窝移动多址接入技术-Xidian
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载波干扰比与小区簇的关系
载波干扰比
假设某个小区中移动台接收到的最小载波功率为C，若只考虑该小区
的同频干扰且干扰小区数为K，则移动台接到收的载波功率和干扰功
率的比值可表示为
∑ C =
I
C I K
k =1 k
式中，Ik为第k个同频干扰小区的发射功率。
若考虑信号传播的路径损耗，则小区内移动台接收到的最小载波功率
话务量和呼损率
概念
语音通信中，业务量的大小用话务量来衡量，包括流入话务量
和完成话务量。
流入话务量取决于单位时间的呼叫次数和每次呼叫占用信道的
平均时间，即
A= S × λ
S：每次呼叫平均占用信道的时间（小时/次），包括接续时间 和通话时间。
λ：每小时的平均呼叫次数（次/小时），包括呼叫成功和呼叫 失败的次数。
爱 尔 兰 呼 损 表
Mobile Communication Theory
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话务量和呼损率
如何计算每个信道可容纳的用户数？
忙时集中系数：最忙1小时内的话务量和全天总话务量的比，即
忙时话务量 K=
全日话务量
一般K取10%~15%。
假设通信系统中每个用户每天平均呼叫次数为C次/天，每
次呼叫平均占用信道的时长是T秒/次，忙时集中系数为K，则
微微蜂窝小区：实质就是微蜂窝小区的一种，只是它的覆盖 半径更小，一般只有 10m-30m；基站发射功率更小，大约在 几十毫瓦左右。其天线一般装于建筑物内业务集中地点。微 微蜂窝也是作为网络覆盖的一种补充形式，它主要用来解决 商业中心、会议中心等室内“热点”的通信问题。
Mobile Communication Theory
9
第七章 移动通信网
（8） F接口
MSC与EIR间的接口 用于交换相关的IMEI管理信息
（9） G接口
VLR间的接口 用于在采用 TMSI 的 MS 进入新的 MSC/VLR 服务区域 时向分配TMSI的VLR询问此移动用户的IMSI信息
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7.2 系统结构
4 网络区域划分 PLMN 的网络覆盖区域划分如图 7-2 所示，按从 小到大的顺序，包括下列各组成区域。
为了对IMSI保密，IMSI仅在空中传送一次，便由VLR 给来访移动用户分配一个惟一的TMSI号码替代
仅在本地有效 ，当用户离开此VLR服务区后释放
由VLR临时分配
（4）移动用户漫游号码MSRN
用于在呼叫时为移动用户选路 VLR临时分配 ，接续完成后即释放
在被访VLR区域内是惟一有效的
40dB。
阴影衰落：当移动台通过不同障碍物的阴影时，
就造成接收场强中值的变化。这种由于阴影效应
导致接收场强中值随着地理位臵改变而出现的缓 慢变化。 自由空间传播损耗：与距离的平方成正比。
7
7.1 移动通信概述
4 移动通信的种类 (1) 集群移动通信 (2) 公用移动通信系统
(3) 卫星移动通信
7.2 系统结构
5 编号计划 （2）国际移动用户识别码IMSI
用于在国际上唯一识别移动用户，国际统一 开户时写入SIM卡 移动用户以此号码发起入网请求和位臵登记 结构（15位）：如图所示 我国MCC为460 MNC的值中国移动为00、中国联通为01
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7.2 系统结构
5 编号计划 （3）临时移动用户识别码TMSI
12
7.2 系统结构
2 网络功能实体 （2）基站系统BSS
移动通信第7章组网技术
移动通信第7章组网技术在当今高度互联的世界中，移动通信已经成为我们生活中不可或缺的一部分。
从简单的语音通话到高速的数据传输，从短信到丰富多样的多媒体应用，移动通信技术的发展日新月异。
而在这背后，组网技术起着至关重要的支撑作用。
移动通信组网技术涵盖了众多方面，包括网络架构、频率规划、小区划分、切换管理等等。
首先，让我们来了解一下网络架构。
移动通信网络通常由多个部分组成，核心网处于中心地位，负责管理整个网络的运行和数据交换。
它就像是一个指挥中心，协调着各个部分的工作。
基站则分布在不同的区域，负责与移动终端进行通信。
基站之间通过传输网络相互连接，确保数据能够快速、准确地传输。
频率规划是组网技术中的一个关键环节。
由于频谱资源是有限的，如何合理地分配频率，以满足大量用户的需求，同时避免干扰，是一个复杂而重要的任务。
不同的频段具有不同的特性，例如低频段传播距离远，但带宽相对较窄；高频段带宽大，但传播距离有限。
因此，需要根据实际需求和地理环境等因素，进行精心的规划。
小区划分也是移动通信组网中的重要内容。
将一个较大的区域划分为多个小区，可以提高频谱的复用效率，增加系统容量。
每个小区都有自己的基站和覆盖范围。
当用户在移动过程中从一个小区进入另一个小区时，就需要进行切换。
切换的过程需要在保证通信连续性的前提下，尽可能快速、平稳地完成。
如果切换不及时或者出现错误，可能会导致通话中断、数据丢失等问题。
为了实现高效的组网，还需要采用一系列的技术手段。
比如，多址接入技术允许多个用户在同一频段上同时进行通信，常见的有时分多址、频分多址和码分多址等。
这些技术通过不同的方式区分用户，提高了频谱利用率。
在组网过程中，还需要考虑到网络的覆盖和容量。
对于人口密集的城市地区，需要提供高容量的网络覆盖，以满足大量用户同时使用的需求；而对于偏远地区，则需要重点考虑覆盖范围，确保信号能够到达。
此外，移动通信组网技术还需要不断适应新的业务需求和技术发展。
第7章扩频多址技术
第7章 扩频多址技术
功 率 上 升 同 步 信 息 信 息 同 步 随 路 信 令 训 练 序 列 业 务 信 息保 护 段
图 7 - 9 典型的时隙结构
第7章 扩频多址技术
概括起来, TDMA的特点包括以下几个方面: (1) TDMA使得多个用户可以共享一个载波(频道), 但这些用户应在不同的时隙中工作。 (2) 每一帧的时隙数取决于几个因素, 如调制方式、 有效带宽和每路信号的传输速率等。 (3) 对于每个用户来说, TDMA系统数据的发送不是 连续的, 这就使得移动台的功率消耗较低, 因为其发射 机可以在非工作时隙(大多数时间)将电源关闭。
第7章 扩频多址技术
7.2 扩频多址技术的分类及特点
7.2.1 跳频多址(FHMA) FHMA是一种数字多址系统, 它是在跳频的基础上
发展起来的一种多址形式。 在FHMA 系统中, 首先将 给定的频率范围像FDMA系统一样划分成许多频道, 但 每个用户的载波频率不是固定在一个频道上, 而是随着 时间的变化而不断变化的, 变化的规律受到各自的伪随 机序列(PN码)的控制。 即各用户的载波频率在给定的 系统带宽内按照各自的PN码随机地进行快速的改变。
…
频率
时间
图 7 - 5 频分多址示意图
第7章 扩频多址技术
在设计频分多址系统时, 频道或信道的设计有以下 几个特点:
(1) 任何一种调制方式从理论上来讲, 其频率成分 都几乎是无限的, 但其绝大多数的能量通常都集中在一 个有限的频率范围内。
(2) 频道的宽度不仅与调制方式有关, 而且还与每 路信息的传输速率(或带宽)有关。
频率
时间
图7 – 7 时分多址(TDMA)
移动通信技术基础试题含答案
移动通信技术基础试题含答案一、单选题（每题 2 分，共 30 分）1、以下哪个是第一代移动通信技术的代表？（）A GSMB CDMAC AMPSD 3G答案：C解析：AMPS（Advanced Mobile Phone System）是第一代移动通信技术的代表。
2、以下哪种技术可以提高频谱利用率？（）A 频分多址B 时分多址C 码分多址D 以上都是答案：D解析：频分多址、时分多址和码分多址都可以在不同程度上提高频谱利用率。
3、以下哪个频段通常用于移动通信？（）A 低频段B 中频段C 高频段D 以上都是答案：D解析：移动通信会使用从低频段到高频段的各种频段，以满足不同的覆盖和容量需求。
4、以下哪种调制方式在移动通信中应用广泛？（）A 幅度调制B 频率调制C 相位调制D 以上都是答案：D解析：幅度调制、频率调制和相位调制在移动通信中都有应用。
5、蜂窝移动通信系统中，小区分裂的主要目的是（）A 增加容量B 扩大覆盖范围C 提高信号质量D 降低干扰答案：A解析：小区分裂可以增加系统容量，以满足更多用户的需求。
6、以下哪个不是 4G 移动通信的关键技术？（）A OFDMB MIMOC 智能天线D 蓝牙答案：D解析：蓝牙不是 4G 移动通信的关键技术。
7、以下哪种技术可以实现多个用户同时共享同一频段？（）A 单工通信B 双工通信C 半双工通信D 以上都不是答案：D解析：CDMA（码分多址）技术可以实现多个用户同时共享同一频段。
8、移动台在空闲状态下的小区选择和重选是由（）决定的。
A 网络B 移动台C 基站D 核心网答案：B解析：移动台在空闲状态下自主进行小区选择和重选。
9、在 GSM 系统中，用于鉴权和加密的三参数组不包括（）A RANDB SRESC KcD TMSI答案：D解析：TMSI 不是用于鉴权和加密的三参数组。
10、以下哪个不是 5G 移动通信的应用场景？（）A 增强移动宽带B 大规模物联网C 低时延高可靠通信D 模拟电视广播答案：D解析：模拟电视广播不是 5G 移动通信的应用场景。
移动通信第7讲TDMA
抗干扰能力
OFDM具有较强的抗干扰能力，因为它使用快速傅里叶变换（FFT）和
逆快速傅里叶变换（IFFT）来处理信号。而TDMA的抗干扰能力较弱，
因为所有用户都在同一频段上传输。
TDMA与FDMA的比较
技术原理
FDMA和TDMA都是频分复用的 数字通信技术，但它们在实现方 式上有显著差异。FDMA将每个 无线信道分为多个频段，每个用 户在特定的频段上传输数据。而 TDMA则是在时域上将信道分为 多个时隙，每个用户在特定的时 隙上传输数据。
TDMA与MIMO（Multiple-Input Multiple-Output）技术的融合：利用 多天线技术提高信号质量和可靠性，同
时实现更高的数据传输速率。
TDMA与小蜂窝技术的融合：通过将小 蜂窝技术与TDMA相结合，实现更灵活
的网络部署和更广泛的覆盖范围。
TDMA在5G移动通信中的潜在应用
频谱效率
在频谱效率方面，CDMA通常优于TDMA。因为CDMA允许多个用户在同一频段上同时 通信，而TDMA需要在不同的时隙上分配信道。
抗干扰能力
CDMA的抗干扰能力较强，因为它使用独特的编码来区分不同的用户。相比之下，TDMA 的抗干扰能力较弱，因为所有用户都在同一频段上传输。
TDMA与OFDM的比较
TDMA在3G移动通信中的应用
3G网络结构
在3G移动通信中，TDMA技术得到了 进一步发展，引入了更复杂的编码和 调制技术，如CDMA（码分多址）， 使得用户容量和数据传输速率大幅提 升。
主要特点
支持高速数据业务和多媒体业务，提 供了更丰富的通信服务。
TDMA在4G移动通信中的应用
4G网络结构
在4G移动通信中，TDMA与 OFDM（正交频分复用）技术结合， 形成了LTE（长期演进）技术，实 现了更高速、更可靠的数据传输。
无线 第7章 无线多址技术
跳频码分多址（FH-CDMA）。
第7.4节、码分多址
1、直扩码分多址（DS-CDMA） 在DS-CDMA系统中，窄带信号直接与伪随机序列（PN）相乘，PN码片
的速率比信息数据的速率要高若干个数量级，因此相乘后的信号频谱被
扩展到很宽的带宽，简称直扩码分多址。 DS-CDMA系统中的每个用户都有自己的PN码，并且与其它用户的PN码
无线通信技术基础
第7章、无线多址技术
内容介绍
多址技术也是无线通信系统的关键技术之一，甚至是移动通信系统换代 的一个重要标志。 蜂窝技术将无线覆盖区域规划成一个个的蜂窝小区。多址
技术则在一个无线小区内进一步将有限的频率资源分配给众多的用户。
多址技术允许很多移动用户同时共享有限的无线频率资源，通过不同的 处理技术使不同用户之间的信号互不干扰，可以分别接收和解调。 蜂窝系统中登记的用户数量远远大于同一时刻实际请求服务的用户数量 ，多址技术就是研究如何将有限的频率资源在多个用户之间进行有效的分配 和共享，在保证通信质量的同时尽可能获得更高的系统容量。 多址技术对无线信号进行了多维划分，不同的维度对应着不同的多址技 术，如频分多址、时分多址、码分多址和空分多址。信号维度划分的目标是 要使不同用户的无线信号之间在所划分的维度上达到逻辑上的正交，这样， 这些用户就可以共享有限的频率资源而不会相互干扰。
DS-CDMA具有软容量限制，容量的大小取决于噪声环境。
在DS-CDMA系统中，信号被扩展在一个较宽频谱上，频谱带宽比信 道的相干带宽大很多，固有的频率分集会减小多径衰落的影响。
在DS-CDMA系统中，信道的数据速率很高，符号时间比信道的时延
扩展小很多，超过一个码片延迟的多径将被认为是噪音。使用RAKE 接收机收集不同时延的信号进行叠加可以提高接收的可靠性。
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7.3.3 TDMA系统的同步与定时
• 位同步
• 针对每个时隙，接收机解调所需
• 帧同步
• 针对每个帧，进行复用/解复用所需
• 系统定时
• 全网同步，时间基准
• 主从同步 • 独立时钟同步
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7.3 时分多址
7.3.3 TDMA系统的同步与定时
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3.需要周密的频率规划，是一个频道受限和干扰受限 系统。
4.实现简单，无需自适应均衡。
5.基站需要多个收发信道设备,越区切换复杂。
6.频率利用率低，容量小。
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11
7.3 时分多址
7.3.1时分多址系统原理
（Time Division Multiple Access- TDMA): 时隙划分， 时隙独享，频率共享
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MS1 MS2 MS3
21
7.4 码分多址
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22
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
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7.4 码分多址
7.4.2 正交Walsh函数
• Walsh函数波形
W al(0,t) W al(1,t) W al(2,t) W al(3,t) W al(4,t) W al(5,t) W al(6,t) W al(7,t)
第七章 移动通信中的 多址接入技术
移动通信原理与应用
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1
主要内容
• 概述 • FDMA方式 • TDMA方式 • CDMA方式 • SDMA方式 • 系统容量 • 习题
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2
7.1 概述
➢ 问题描述：
移动通信系统中基站的多路工作和移动台单路工作 形成了移动通信的一大特点。
1)基站以怎样的信号传输方式发送信号，使各移动 台能从中识别发送给本移动台的信号？（下行）
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7.4 码分多址
7.4.1 系统原理
码分多址（Code Division Multiple Access- CDMA): 码形划分，时隙、频率共享
代码
信道1 信道2 信道3
频率 信道N
时间
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7.4 码分多址 • CDMA系统工作原理
MSC
C1
C1 C2
C2
BS
C3 C3
2)基站如何识别来自各个不同移动台的信号？（上 行）
多址方式是移动通信网体制范畴，关系到系统容量， 小区构成，频谱和信道利用效率以及系统复杂性。
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3
7.1 概述
• 多址接入的数学基础
s(c,f,t)=c(t)s(f,t)
• 正交分割原理
• c1(t), c2(t),..., cN(t), CDMA • s(f1,t), s(f2,t),...,s(fN,t), FDMA • s(f,t1), s(f,t2),...,s(f,tN), TDMA
t t t t t t t t
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00 00 00 00
0
0
00
11
1
1
00 11 11 00
00 11 00 11
01 10 01 10
01 10 10 01
01 01
01 01
10 01
10 01
24
7.4 码分多址
7.4.2 正交Walsh函数
• 递推关系 0 0 H0(0) H20 1
• 非线性效应线性度，频率规划
• 邻道干扰
• 寄生辐射频道间隔
• 同频道干扰
• 同频小区蜂窝结构
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10
7.2 频分多址方式
7.2.3 FDMA系统的特点
1.单路单载波传输：每个频道只传送一路业务信息。 载波间隔必须满足业务信息传输带宽的要求。
2.信号连续传输：在分配好话音信道后，基站和移动 台同时连续不断的发送和接收。
代码 信道N
时隙
信道3 信道2 信道1
频率
时间
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12
7.3 时分多址
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13
7.3 时分多址
时分复用
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14
7.3 时分多址
7.3.2 TDMA的帧结构
头比特
一个TDMA 帧 信息
尾比特
时隙1 时隙2 时隙3
时隙N
尾比特 同步比特
信息数据
保护比特
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15
7.3 时分多址
18
7.3 时分多址
7.3.4 TDMA系统的特点
• 突发传输速率高>语音编码速率，N·R bit/s； • 发射信号速率随N的增大而提高,需要自适应均
衡；
• 不需双工器； • 基站复杂性减小； • 抗干扰能力强，频率利用率高，容量大 • 越区切换简单 • IS-136和GSM则综合了FDMA和TDMA
保护频隙 f1’ f2’ fN’
...
f1 f2
fN
...
反向信道 保护频带 前向信道
• FDD, Frequency Division Duplex
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8
7.2 频分多址方式 • 无线通信系统的多址接入方式
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9
7.2 频分多址方式
7.2.2 FDMA系统中的干扰问题
• 互调干扰
7.3.2 TDMA的帧结构
• TD-SCDMA的帧结构
• 上下行非对称业务 • 时隙动态分配
1.28Mcps
Subframe 5ms (6400chip) Switching Point
DwPTS
UpPTS
GP (96chips)
(96chips)
(160chips)
Switching Point
可编辑ppt
5
7.2 频分多址方式
7.2.1 系统原理
• 频分多址（Frequency Division Multiple Access-
FDMA):
• 频道划分，频带独享，时间共享
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6
7.2 频分多址方式
代码
信信信
信
道道道
道
123
N
时间
可编辑ppt
频率
7
7.2 频分多址方式
• FDMA系统的频谱管理
H4H22H H2 2
00 00
H H2 20 01 0
01 11
00 00 00 00
01 10
0
0
00
11
11
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
码型函数
可编辑ppt
4
7.1 概述
• 基本概念 • 多址接入与信道 • 分类
• 频分多址(FDMA),频道划分,频带独享,时间共享 • 时分多址(TDMA),时隙划分,时隙独享,频率共享 • 码分多址(CDMA),码型划分，时隙、频率共享 • 空分多址(SDMA),空间角度划分,频率/时隙/码共
享