tdma,多址接入协议实验
《多址技术》PPT课件
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FDMA典型应用
• 美国AMPS系统：FDMA/FDD，模拟窄带调 频（NBFM），按需分配频率；
• 同时支持的信道数： N＝（Bt +B保护）/ (Bc + B保护）
Bt 系统带宽，Bc信道带宽， B保护为分配频率时 的保护带宽。
例：如Bt为12.5MHz， B保护 为10KHz，Bc为 30KHz，求FDMA系统的有效信道数。
h2h3源自一、多路复用和多址接入多路复用：多路复用是利用一条信道同时传输 多路信号的一种技术，可以解决在同一信道内同时 传送多个信号的问题。
常见的多路复用方式有
– 频分复用FDM – 时分复用TDM – 码分复用CDM – 波分复用WDM
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多址接入：指多个通信站的射频信号在射频信道 上的复用，以实现各个通信站之间的通信。
• 一个信息分帧对应一个地球站的突发信号。 信息分帧中的信道定向采用逐字复用的时分 多路复用方式(TDM)。这样，一个地球站发 射的信号可由该站的消息分帧在一帧中的位 置来确定。
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TDMA的效率
• 系统效率：在发射数据中信息所 占的百分比，不包括系统开销；
• 帧效率：发送数据比特在一帧中 所占的百分比；
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FDMA的优点
✓ 技术成熟、设备简单、不需网同步、工作 可靠、可直接与地面频分制线路接口、工 作于大容量线路时效率高，特别适用于站 少而容量大的场合。
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FDMA的缺点：
– 任一地球站为了能接收其他地球站的信号，都必 须设有除本站外的所有下行频率的接收电路；
– 转发器要同时放大多个载波，容易形成互调干扰。 为了减少互调干扰，必须进行电平“回退”补偿， 功率利用率不高；
【doc】TDMA卫星通信方式：第一部分
TDMA卫星通信方式：第一部分TDMA卫星通信方式第一部分1.前言时分多址(TDMA)通信方式,是各站用所发数字信号调制同一无线频率,仅在特定的分配时间里发出电波进行通信的方式.这一通信方式的优点是,可充分发挥无线通信多址联接的特长,能用一部调制解调器与多个站同时进行通信,可使转发器工作在饱和状态(转发器输出的利用率达100)'缺点是收发信速度快,收发信须取得同步.近年来,随着数字通信技术的发展,卫星通信的趋向是FDMA方式将由从低速到高速得到广泛应用的TDMA方式所取代.此外,"用户无线通信",移动通信也在向TDMA方式的方向发展TDMA方式的硬件技术,初期是采用分立集成电路(Ic)'现在是低速处理部分采用微处理器,高速处理部分采用大规模集成龟路(LSI).在系统上,国际通信的同步基准——网同步等问题正在逐步得到解决,用一个波束覆盖工作区的单波束卫星通信将发展为用多个波束覆盖一个或多个工作区的多波束通信.在硬件技术方面,正在研究一种多波束卫星通信方式所必需的卫星交换——时分多扯(SS--TDMA)设备,这种设备能在星上选择交换输入输出突发信号.另外,为了能在在星上进行再生中继,各国正在研究星载TDMA设备.但如前所述,TDMA通信尚需如下一些复杂的功能,如压缩扩展,收发信同步,报头的生成以及与发信信号的合成,收信信号的分离等,这些技术尚欠成熟,需进一步研究开发.本文就TDMA方式的历史,实用TDMA卫星通信方式的原理及未来展望进行讨论.首先讨论的内容是TDMA通信的原理,包括同其他多址联接(MA)方式的比较,指出'I'DMA通信方式的特点及TDMA通信的发展概况.接着讨论TDMA通信的基本技术——收信同步,捕获发信同步及同步码的检出,并讨论TDMA通信用的突发脉冲^剐解调器及纠错方式.最后讨论TDMA设备构成,设备和系统举例,以及未来展望和研究课题.此外,往与TDMA设备一起使用的数字话音内插法(DSI),因不属TDMA方式特有技术,故本文不予涉及.2.概述±.1TDMA通信原理卫星通信中,位于能"旨到"同一颗卫星范围内的地球站,互相可』通过卫星直接进行通信.卫星通信的一大特点就是能做到多个站其用一个转发器互相进行通信(多址联接).多个站共用一个转发器,可避免通信电路之间的干扰.TDMA方式就是多址联接方式之一.TDMA通信的概念如图l所示.这一概念就是规定出收发信信号的基本周期——1TDMA帧(一定长度的时间,图1中表示为Tf),用在此帧内分配到的一对时隙跟对方站进行通信.下面讨论TDMA通信的基本功能.图1TDMA通信的概念(a)信息的压缩/扩展在TDMA通信中,是通过间歇(突发)发出无线电路信号进行信息的收发(通信)的, 因为是按时间分割使用同一额率的卫星电路,所以无线电路的传输速度远远高于可发送的数字信号的传输速度(通常为几倍～几千倍).为进~TDMA通信,须将终端或地面网发来的数字信号在时间轴上加以压缩,变换成高速突发信号.反过来,在收端接收到的是突发性高速信号,须扩展成与终端或地面网的时钟速度相同的信号.这种对信号的压缩/扩展过程是TDMA通信的特点之一.(b)同步为使各站发出的突发信号不致在卫星上相互重叠,须对各发信定时进行控制.为此各站具有共同的定时基准,设定发信定时(发信时间基准),须把各站到卫星的距离差考虑进去.从收信信号里检出特定的信号(基准站同步突发脉冲)作为时间基准的称作收信同步,决定向卫星发送信号的定时称作发信同步(或突发同步).例如,图1中的地球站一1是向TDMA帧的时隙T发出信号,而与地球站一1通信的地球站一n则向时隙T发送信号.这样一来,各站的发信信号在卫星的TDMA帻上按T.～T的顺序收信而不重台,卫星接收的信号被转发器放大后再发给各地球站.因此,上例中在时隙T.发出的信号,在地球站一n由时隙T接收.反过来,地球站一l接收地球站一n在时隙T发来的信号.(c)突发脉冲调制解调器.TDMA通信中,收和发的信号是突发脉冲信号,所以,稠铷解诩器颓在突发状态下工2作.这种调制解调器与收发连续信号的调制解调器不同,调制器只在有发信信号时才输出调翩信号,所以需要开关电路,而解调器为了能解调出收到的突发脉冲信号,需具有利用设置在各突发脉冲报头中的载波恢复码(cR)和时钟再生码(BTR)高速再生出载波和时钟的功能.(d)保护时间虽说是静止卫星,其实卫星在其轨道保持位置范围内还是经常秽动的.随着卫星与地球之间距离的变动(多普勒额移),收发信频率也会变动.所以,只要不是采用下述的SMAX网同步方式,突发脉冲串之间就需要一段无信号时间(保护时间GT).保护时间具有代表性的构成要素示于表1.它们的具体数值需根据卫星位置的保持精度,发信同步周期地球站H寸钟的AFC方式等参数分别加以研究.(e)帧结构决定TDMA帧周期的主要因素有:通信信号的容许时延"和压缩/扩展部分的存储量,建立TDMA同步基准的基准站同步突发脉冲的发信周期,突发脉冲(回路)的分配周期及修正各站发信时间位置的同步控制周期.通常多构成与上述3种周期相应的3层帧,TDMA的帧结构举例如图2所示.图中基帧(2ms)用于基准站同步突发脉冲的发信周期,复帧(20ms)用于分配突发脉冲的周期,面超帧(128Ores)用于控发信同步的周期.囊1保护时问的主要构成因素(--般站)单波束通信方式多波束通信方式反馈电路闭台电路(反馈电路)卫星距离变化率oo0发信时钟频率误差(簇差)o0O多昔勒频率误差o0O数字处理突发位置误差检出O(基准站)O(一般站)0(基准站)量亿误差l收发信同步控制O0O每转发器系统*在星上距离差O"OO基准站突发脉冲同步误差O,.●只在转换转戋器时需要鲁÷转戋器.星藏中继器构成帻的脉冲分为基准站同步脉冲(R,R),一般站同步腺冲(N),数据脉冲(D)及起始捕获脉冲,分别用于TDMA时间基准(从两个基准站发信)一般站时间基准,可发信的信息及起始捕获时的信号传输..备突发脉冲串中带有称作报头的前置码.报头由上述的保护时间(GT),载波恢复码3Ir———————一tI._l————————J匝巫囹丑强羹揎突靛(.I匝卫量硇丑工j]固和峙捕获寰发订订图2TDMA帕结拘举例时钟再生码蕨同步码(uW:独特鹃)构成.在这一部分进行载波恢复,时钟再生后,捡出同步码,从而获得TDMA同步时间基堆或应接收的数据的时阊位置.TDMA帧效率q可用下式定义:rt=(1帧中的有效信息毕特数/'1帧中的全部信息毕特数)×100(1)因此,为提高帧效率,就须缩短不直接传输信息的报头长度.具体地说,就是耍缩短CR,BTR及uw的长度,这就给在突发状态下工作的解调器提出一个研究课题.从提高填效率的观点来看,缩短保护时间也是很重要的.对应各种速度的信息及业务量变动的帧有两种构成方法,一是假设各数据脉冲串长度一定,使每1帧发出的脉冲数变化}二是假设每1帧的突发次数不变,而改变突发脉冲帚的长度.前者每一次突发都需要报头,视在帧效率比后者差,但在收发由各种速度构成的信息的场合,特别是在每呼叫一次分配一次电路的按需分配(DA)的场合,不会像晶者那样出现所谓"掉牙"现象,实质上可达到高的帧效率.反之,后者在周定分配电路的预分配(PA)龅场台,实质上也能达到高的帧效率.电路分配有如下几种方法:收发信信道均可改变的按需分配(DA),只可改变收信的耳标地址(vD),其可改变发信的起始地址(V0)后两者总称为变址(vA).(f)与地面无线通信的差别上面介绍了TDMA通信的原理,但卫星TDMA通信与地面无线(用户无线)TDMA 通信之间有授大的差别.卫星TDMA通信中,卫星位置的变动(多普勒频移),常引起传播路径及收信时钟的变化,而在地面无线TDMA通信中,只要不是以移动站为对象,就没有这种现象.传播路径长度厦收信时钟的变化,使得卫星ToMAtO.信比地面无线TDMA~信复杂多了,如保护时间的设定,从收端随时间位置变化的信号中检出同步码,跟踪发端卫星帧的实时发信定时的控制以及把收到的多普勒频移时钟换读威无多普勒频移时钟等.2.2与其他多址联接方式的比较多址联接方式,除TDMA方式外,还有频分多址联接(FDMA)及要求抗干扰,高保密的军用码分多址联接(CDMA)方式.(a)FDMAFDMA是将卫星转发器的频带加以分割分配给各地球站的方式.各地球站把发信及收信频带按对分配互相进行通信.顿分多址联接方式,根据用载波发送的信号是单渡遭还是多波遭,又分为每载波单路《s'CPC)和每载设多路(MCPc)方式(b)CDMA是给各地球站分配特定的码,再用这个码去调制(二次调制)通常的调制(例如PsK 调制等,在CDMA方式中往往称作一次调制)信号互相进行通信(两个调翩顺序反过来也可以)的方式.本方式与其他方式的不同点是,用一个转发器把频率和时间重叠的信号放大后,再向地球站发信.收信地球站用与发信站相弼的码从这些信号中进行逆调制,获得希望的一次调制信号,接着进行普通的解调,获得基带信号.在逆调制过程中,希望信号被压缩到硪来的带宽,所以,希望信号功率中只有处理增益部分得到了放大(BW/2f'其中,BW是扩展后的带宽,f是信号时钟频率).另一方面,其他电路信号及热噪声在逆调制过程中均不变化而保持一定,所以一次解啊器输入载噪比(CNR)只因处理增益被放大而得到了改善.表2按传输信号,复用等对上述多址联接方式加以分类,各自的特点示于表3.这些方式各有优缺点,可根据各种不同的目的加以采用.裘2多址联接方式的分类方式传输信号复用谓翩方式举侧同时放大载波数/转发器SCPC模拟/数字——低速FM/PSK}(连续或突发状态)FDMA多载波低速FM/PSKMCPC模拟/数字FDM/TDM(连续或囊发状态)TDMA数字TDM~PS.K(突发状态)单载波多载波CDMA,数字TDMPSK(突发状态)(频谱有重叠)表8多址联接方式的特点方式;优点j缺点FDMA(1)调制器工作速度低(2)不需复杂同步即可避免同其他站发信信号的干扰,容易实现多址联接.(3)可采用小地球站通信.(1)每一转发器的传输容量小(随着载波数的增加,传输效率明显降低).(2)不易适应各种速率的数字信号传输.5可最大限度利用转发器的发(D蛊(2)信功l(1)需采取同步措施避免同其他站发j信信号的干扰,基带处理电路复杂.容易传输各种速率的数字信号.(3)可灵活处理各站电路容量的变化.(4)容易实现多波束通信方式的波束间联接.(2)发信功率须与每一转发器相对应.I(1)固定分配各站波道(码),并可I(1)-N要宽频带转发器. CDMA!按需分配.!(2)频谱利用率(bit/s/Hz)低.每一转发器的传输容量是表示多址联接方式性能的重要参数之一,如图3所示,它是随接续数(/转发器)而变化的.FDMA方式中,传输容量随接续数的增加而降低,这是因为,由于转发器的非线性,多载波间的交调噪声随载波的增加——转发器输入功率的增加而增大了.因此,收发话音信号时,有时要采用话音激活技术(只在有话音时才向卫星发出信号),以降低转发器输入功率.CDMA方式的传输容量比其他两种方式小,这是因为转发器的频带受到限制,得不到充分的处理增益,波道数受到期燃,墓■靖辑图3多址复用联接方式中,载波敷与侍输容量(/转发器)的关系举例载波问干扰噪声的限制.另一方面,在TDMA方式中,由一个转发器间歇放大的载波是单波,所以,即使接续站数增多,也不需要转发器输入的回遇,只是由于TDMA~信所必需的报头等额外消耗,才使传输容量降低一些.由此可知,以通常的站数为前提的场台,TDMA多址联接方式可使每一转发器的传输容量达到最大同FDMA方式相比,TDMA方式有如下特点:(i)可最大限度利用卫星转发器发信功率如前所述,FDMA方式是用一个转发器放大多/卜载波,不能让转发器在饱和区工作,而TDMA方式是用一个转发器只间歇放大单载波,所以可让转发器在饱和区工作. (ii)容易传输各种速率的数字信息TDMA方式传送各种速度的信号不需特殊的电路,只增减每一单位时间(具体为帧周期)发出突发脉冲串的次数或改变突发脉冲串的长度就行了.(iii)容易实现多波束通信的波束间联接在多波束卫星通信方式中,用不同波束覆盖的地球站,如果不在星上连接各通信信道,6就不能相互通信]~TDMA方式各突发脉串间有保护时间,所以,通过在这个保护时间里换接各通信信道,很容易设定波束间的通信信道.2.8发展历史(1)历史TDMA~.信方式的开发史可追朔到1966年,当时,美国通信卫星研究所开发出第一颗卫星,通过它作了6Mb/8TDMA(MATE~)的实验'".实验证明,TDMA突发脉冲串间的保护时间是个现实的数值(本侧为2O0ns以下),明确了可以有效实现TDMA系统.1868年日本NTT电气通信研究所进行了13.644Mb/sTDMA(SMAX)方式的实验l;大致在同一时期,美国通信卫星研究所开发了突发脉冲串长度可变~5OMb/s~ITDMA(M—AT—1)方式,并做出了有实用价值的TDMA~备|而日本KDD研究所开发了传输速度为50Mb/s的时间一预分配TAsITDAA(TTT)方式1970年进行了后两者的双向实验.sMAx的最大特点是,在星上各站发来的突发脉冲串的时钟相位一致(取得网同步).从而,在此方式中,保护时间用一个码元即可,帧效率高.sMAx方式在电路分割方法上实现TVD方式,与PA方式相比,接续站数在20个以上,传输效率高一倍.MAT—l方式采用突发脉冲串长度可变的收信地址可变方式(1次突发/站),它是按需决定各站突发脉冲串长度的.TTT方式不是按需而是按照电路分配时间表改变突发脉冲串长度,基本上是固定分配方式,通过采用时分话音内插(TASI)技术,电路效率相当于按需分配方式.后来,各国进行了各种开发研究,世界上最早的商~TEMA系统t(传输容量为400 路话音)是加拿大于1976年推出的.日本NTT公司1982年应用了TDMA--60M和TDMA--1OOM方式",这两种方式与SMAX方式同样采用时钟完垒同步方式和低电平捕获法.前者的传输容量约为60Mb/s(480×64kb/s双向话音波道),是世界上头一个应用30/2OGHz频段的商用卫星通信系统.另一方面,国际通信卫星组织的TDMA~星通信方式,也在经过种种变迁之后选择了下述两种系统,~3OMHz带宽的转发器传输速度为6OMb/7s[;~TDMA系统]~72MHz 带宽的转发器传输速度为120Mb/s的TDMA系统.从1985年起,国际通信卫星组织一v号卫星带有效字话音内插的12OMb/sTDMA 方式投入了商用.(2)研究开发要点TDMA方式的研究开发要点集中在如下两个方面;①如何在频带受限情况下使传输容量达到最大}②如何在卫星发信功率受限情况下使传输容量达到最大.下面从传输容量(/转发器)的观点来讨论TDMA方式的性能.(a)频率受限条件下的传输容量传输容量T.(信遒)可用压缩率C.(BR/BR:TDMA时钟/信道发信信号时钟), TDMA~1纠错编码率R表示如下式:T:?R?e.(2)7转发器频带(B)是有限的,设额谱利用率为(bit/s/I-Iz),则BR-根据Bw和由式(3)加以限制:BR.≤B?"qf(3)因此,传输容量T可使用这些参数用式(4)表示:T=-q.?R?B/BR:(4)(b)功率受限条件下的传输容量在传输容量由发信功率决定的场合,TDMA时钟速度受到上限的限制.设电路中断指标E./N'.(dB)及c,N'dB)分别表示为(E/N.3TA(C/N3h,两者健BR.及B有式(5)的关系,为在一定C/N条件下获得所希望的E/No,BR存在有上限. [E/N.]=[C/N]一[BR/B](5)式中,[BR/B]=101gI.(BR-/B,)因此,传输容量T受式(6)的限制.T1-R?(B/BR)?1O([C/N]一[E/N.]T)(6)从以上分析可以说,TDMA通信的研究历史,主要是如何使式(5)和式(6)给出最大的T的历史.例如,为使1大,需缩短①载波恢复码,②时钟再生码,③独特码,④保护时间,并需@加长帻的长度'为缩短④和②,需研究具有快捕和低滑动特性的突发脉冲解调电路l为缩短@,需研究同步码,为缩短④,需研究高稳定时钟,AFC/APC方式及同步方法,另外,@的帧长随着随机存贮器(RAM)容量的增大而加长,大大有助于提高帧效率. 同样,为提高频谱利用率(1),需开发在非线性电路中误码率(或E/N.>恶化小且频谱宽度窄的调制解调方式,研制LB2相相移键控(PSK)效率更高的4相PSK 方式,偏移i相PSK方式,编码PSK方式等.当然,除了上述研究外,为使设备更经济,体积更小,并扩大其应用领域,还进行了LST化和IC化的研究.文献(1)宫:"新版衡星通信工学",予于(昭17)(2)川橘:"南星通信",j口于社(昭51).(3)J.J.SpiIker:"Digitalcommunicationsbysatellite".Prentice—Hall (1977).(4)宫:南星通信技衍,鬣子通信学会(昭55).(5)K.Feher:"Digitalcommunicationssate11ite/Earthstationengineeti—ng".Prentice—Hall(1981)-(6)V?K?Bhargava,D.Haccoun.R.MatyasandP?Nusph"DigitalCOrn—municationsbysatellite",JohnWileY&Sons(1981)(7)宫内,野坂:"岁衡星通信",麈棠因耆(昭60)8(8)官肉,更田,山本:"榭星通信一,柬柬鼋视大学出版局(昭6o,.(9)W.L.PritchardandJ.A.Scfuln:"SatelliteCommunicationSystems Engineering",Prentice—Hall(1986)?(10)CCI'J■RecommendationG.114"MeanOne-wayPropagationTime"? (I1)T?SekimotoandJ.Puentel"ASatdliteTimeDivisionMultiPleA- ceessExperiment",mun.,CON[-16,8(196g).(12)M?Takada,S.Nakamura,S?Kondo,Y.InoutM.OnoandH.Ikeda: "NewPCM-TDMASatelliteCommunicationSystemandV affable Destination",Int.Conf.onDigitalSatelliteCommunication(1969).(I3)W.G.Schmitt,O.G.Gabbard,E.R.CacciamaniW.G.MailletandW? W.Wu:MA T一1.INTELSTsExperimental700-channelTDM—A/DASYstem",ibid.(14)K.Nosakal"TTTSystem50MbpsPCMTDMASystemithTims PrcassignmentandTASIFeatures",ibid.(15)R.K.K*Aan:"TheTELESATTDMASystemICC75(June1975).(16)K.MiY auchi,H.FuketaandY.Watanab~:"DigitalTechniquefor DomesticSatolliteCommunicationSystemsofNTT",7thAIAA(1978).(17)INTELSA TTDMA/DSISYSTEMSPECIFICATIONBG一42—65E (1981).(上接18页)(20)T.FujinoandK.Fu.~iwara:"Multi—dimensionalSoft—DecisionUnique WordDetectiOn",ICC86(1985).(21)守茸,梗本,力口藤I"低c/N时汇糟时五:一,一F横出特性0一改善法", 昭6l信学穗全大,sl6—8。
第七章 时分多址(TDMA)数字蜂窝系统
用于传输业务信道TCH和专用控制信道(DCCH)的信息。 用于校正移动台的载波频率 用于移动台的时间同步
接入突发脉冲序列
尾比特 训练比特 加密比特 尾比特 保护期
8
41
36
3 68.25
用于上行传输方向，在随机接入信道(RACH)上 传送，用于移动用户向基站提出入网申请
空闲突发脉冲序列（DB）
此突发脉冲序列在某些情况下由BTS发出，不携 带任何信息。它的格式与普通突发脉冲序列相同， 其中加密比特改为具有一定比恃模型的混合比特。
业务信道
话音业务信道 数据业务信道
全速率业务信道(TCH/F)；
半速率业务信道(TCH/H):所用时隙是全速率所用时隙 的一半。
② 控制信道(CCH) --用于传送信令或同步数据。
根据所需完成的功能 控制信道CCH
广播信道BCCH 公共控制信道CCCH 专用控制信道DCCH
广 专公播用用信控控道制制(信信B道C道H((DC)：CCC是HH“)：一是实点一施对种“多点双点对向”点控的”制单的信向双道控向，制控用信制于道信呼，道叫用。接于 基用续站于阶向呼段移叫传动接输台续链广阶路播段连公及接用通所的信需信进要息行的。当控中制，信在令移。动台与基站之间传 分输分为必为：要寻的频呼控率信制校道信正(P息信CH。道)、(F随CC机H接)、入同信步道信(R道A(CSHCH)和)和准广许播接控入制信信道 道分(A(为GBC独CHC立)H。专)。用控制信道(SDCCH)、慢速随路控制信道 (SACCH)和快速随路控制信道(FA登记
所谓位置登记，又称为注册，是通信网为了跟 踪移动台的位置变化，而对其位置信息进行登 记、删除、更新的过程。 位置信息存储在HLR和VLR中。
F (FCCH):频率校正信道；S (SCH):同步信道； B (BCCH):广播控制信道；I (IDEL):空闲信道。
多址接入技术基本原理
多址接入技术基本原理嘿，朋友！今天咱们来唠唠多址接入技术的基本原理，这可是个超级有趣又特别实用的玩意儿呢！你看啊，就好比咱们住在公寓里，好多户人家共用一些设施一样。
在通信的世界里，很多用户也得共用一些通信资源，这时候多址接入技术就闪亮登场啦。
我先给你讲个小故事。
我有个朋友小李，他在一家大公司工作。
他们公司人可多了，大家都得用公司的网络来办公。
这网络就像是一块大蛋糕，每个人都想切一块来用，这就跟多址接入技术有点像啦。
那怎么让这么多人都能顺利地用上网络，还互不干扰呢？这就需要一些巧妙的办法。
多址接入技术主要有这么几种类型呢。
首先是频分多址（FDMA）。
这就好比是把一条宽阔的马路分成了不同的车道。
每个用户就像是一辆车，在自己专属的车道（频段）上行驶。
比如说，电视台就是用类似的原理，不同的频道就占用不同的频段，这样观众们就能选择自己喜欢的节目，而不会受到其他频道的干扰。
你想啊，如果没有这种划分，那电视画面不得乱成一锅粥啦？这FDMA就是这么聪明地把通信的频段分成一个个小部分，分给不同的用户使用。
再说说时分多址（TDMA）。
这就像是大家排队轮流使用一个东西一样。
比如说，一群小朋友在玩滑梯，大家不能一起挤着滑，得一个一个来。
在通信里，就是把时间分成一个个小的时间段，每个用户在自己规定的时间段里使用通信资源。
就像我朋友小李的公司，大家轮流使用网络带宽，这样就可以保证每个用户都有机会使用资源，而且不会冲突。
你说，这是不是很像幼儿园老师安排小朋友活动一样井井有条呢？还有码分多址（CDMA）呢，这个就有点像密码学里的东西啦。
它给每个用户分配一个独特的码，就像是每个用户都有自己的秘密语言一样。
大家在同一个频段、同一时间都能通信，但是因为各自的码不一样，就可以区分开来。
这就好比一群人在一个大房间里同时说话，但是每个人都说着不同的方言，只要能听懂自己方言的人才能理解。
CDMA的好处可多啦，它可以让很多用户同时使用资源，还能提高通信的保密性呢。
多址接入技术及系统容量比较
6.1 频分多址
例：IM=mf1+nf2，m，n为任意整数，如： f1=1930MHz，f2=1932MHz，求落在工作频率为 1920~1940MHz的交调频率。
解：可能的频率有: (2n+1)f1-2nf2，(2n+2)f1(2n+1)f2，等等，n=0,1,2,…
n=0
n=1
n=2
n=3
1930
解: (a) Tb=1/270.833kb/s=3.692微秒 (b) Tslot=156.25*Tb=0.577ms (c) Tf=8*Tslot=4.615ms (d) 用户须等待4.615ms才能进行下一次发射。
五、TDMA的效率
例2：如果一个标准的GSM时隙由6个尾比特、2个 同步比特、8.25个保护比特、26个训练比特和2组业 务突发组成，其中每一个业务突发由57个比特组成， 求帧效率。 解: 一个时隙有6+8.25+26+2*58=156.25bit
6.2 时分多址
一、TDMA特点
1. 时分多址把无线频谱按时 隙划分，每个时隙仅允许一 个用户，或接收，或发送；
码
信道1 信道2 信道3
2. 每个用户占用一个周期
信道N
性重复的时隙，因此可以把
频率
一个信道看做是每一个帧都
会出现的特定时隙；
3. 采用缓存-突发法发射数 据，对于任何用户而言发射
时间
都是不连续的。
CDMA2000
多址接入技术
FDMA/FDD TDMA/FDD TDMA/FDD TDMA/FDD FDMA/TDD CDMA/FDD CDMA/FDD CDMA/TDD
CDMA/FDD CDMA/TDD
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。
TDMA,FDMA,CDMA,OFDM,OFDMA区别
TDMA,FDMA,CDMA,OFDM,OFDMA区别?1.时分多址，频分多址，码分多址, 后两个一个用作频率正交调制，另一个已正交调制为基础用于多址接入。
二者本质原理可以说是一样的，用途不同。
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，好处在于具有更高的频谱效率和更好的抗衰落性能。
这也归根于OFDM本质特点。
对于低数据率用户，它只需要更低的发射功耗。
2.OFDMA与OFDM，最根本的区别在于，前者在上行和下行都支持子信道化，后者仅在上行方向支持子信道化。
1、子信道化通俗讲，就是将子载波进行分组，一个子信道可包含多个子载波2、OFDMA中子信道化在上下行均支持。
例如在上行，一个用户可能获得一个或几个子信道；下行亦然，一个子信道可以为不同用户或者用户组服务。
一个信道中子载波可以相邻，也可以不相邻。
3、OFDM仅仅在上行支持子信道化。
3.严格的讲，OFDM是一种调制方式，类似于QPSK、16QAM等，用于对信息比特调制成码片发送出去而OFDMA是一种多址接入方式，类似于FDMA 等，利用频率的不同，将同一小区的多个用户区分开来举个最简单的例子(不考虑TDMA)同一个小区内有100 个子载波可用，有10 个用户可以有多种方案，下面举两种最简单的方案(1) 将前10 个子载波分给第一个用户，第11~20 个子载波分给第二个用户，……而每个用户的编码方式都采用了10 载波的OFDM 调制方式(2) 将子载波1、11、21、…、91 分给第一个用户，将子载波2、12、22、…、92 分给第二个用户，…同样每个用户的编码方式都采用了10 载波的OFDM 调制方式当然，也各根据需要的不同，分给不同用户的子载波数不同4.前面两个是基础性的，目前主流通信系统都用到这两种多址方式CDMA不用说了吧，3G就用的这种多址方式OFDM是一种复用方式OFDMA是OFDM复用方式的多址方式，目前wimax就用的这个吧，以后4G可能就要用这个5.FDMA、TDMA和CDMA的区别频分多址(FDMA)是采用调频的多址技术。
基于非完美功率域非正交多址接入网络的上行链路低功耗研究
第３８卷第２期 计算机应用与软件Ｖｏｌ ３８Ｎｏ．２２０２１年２月 ＣｏｍｐｕｔｅｒＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓａｎｄＳｏｆｔｗａｒｅＦｅｂ．２０２１基于非完美功率域非正交多址接入网络的上行链路低功耗研究任桂山１ 吴冕泽２ 陈学梅１ 苏 锋１ 李红艳１１（中国石油大港油田公司采油工艺研究院 天津３００２８０）２（中国石油大学（北京）信息科学与工程学院 北京１０２２４９）收稿日期：２０１９－０８－０６。
任桂山，高工，主研领域：自动化技术，嵌入式系统。
吴冕泽，硕士生。
陈学梅，高工。
苏锋，工程师。
李红艳，工程师。
摘 要 功率域非正交多址接入（ＰＤ ＮＯＭＡ）技术可以有效提高无线网络频谱利用率，满足大规模节点接入及低时延等需求，但存在功耗大的缺点，在工业传感器网络中面临巨大挑战。
对此，基于ＰＤ ＮＯＭＡ的上行网络，接收机使用串行干扰抵消（ＳＩＣ）迭代解码，在给定实时性需求下，通过用户调度和功率分配的联合优化，最小化网络的功耗。
通过分析最优解存在的充分必要条件，提出功率阈值向量，将其转换成一个二部图最大匹配问题，用ＫＭ算法求得最优。
仿真结果表明，时延性需求、残差和阈值对系统功耗有着较大影响。
关键词 非正交多址接入 串行干扰抵消 上行 调度 功耗中图分类号 ＴＰ３ 文献标志码 Ａ ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１０００ ３８６ｘ．２０２１．０２．０２０ＵＰＬＩＮＫＬＯＷ ＰＯＷＥＲＦＯＲＲＡＤＩＯＡＣＣＥＳＳＮＥＴＷＯＲＫＳＢＡＳＥＤＯＮＩＭＰＥＲＦＥＣＴＰＯＷＥＲ ＤＯＭＡＩＮＮＯＭＡＲｅｎＧｕｉｓｈａｎ１ ＷｕＭｉａｎｚｅ２ ＣｈｅｎＸｕｅｍｅｉ１ ＳｕＦｅｎｇ１ ＬｉＨｏｎｇｙａｎ１１（ＯｉｌＰｒｏｄｕｃｔｉｏｎＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＩｎｓｔｉｔｕｔｅ，ＰｅｔｒｏＣｈｉｎａＤａｇａｎｇＯｉｌｆｉｅｌｄＣｏｍｐａｎｙ，Ｔｉａｎｊｉｎ３００２８０，Ｃｈｉｎａ）２（ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＣｈｉｎａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＰｅｔｒｏｌｅｕｍ（Ｂｅｉｊｉｎｇ），Ｂｅｉｊｉｎｇ１０２２４９，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｐｏｗｅｒｄｏｍａｉｎｎｏｎ ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌｍｕｌｔｉｐｌｅａｃｃｅｓｓ（ＰＤ ＮＯＭＡ）ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｃａｎｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｓｐｅｃｔｒｕｍｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｏｆｗｉｒｅｌｅｓｓｎｅｔｗｏｒｋｓａｎｄｓｕｐｐｏｒｔｍａｓｓｉｖｅｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎｓａｎｄｌｏｗｌａｔｅｎｃｙ．Ｈｏｗｅｖｅｒ，ｉｔｓｕｆｆｅｒｓｆｒｏｍｈｉｇｈｐｏｗｅｒｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎｏｎｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｒｓ，ｗｈｉｃｈｆａｃｅｓｈｕｇｅｃｈａｌｌｅｎｇｅｓｆｏｒｉｎｄｕｓｔｒｉａｌｗｉｒｅｌｅｓｓｓｅｎｓｏｒｓｎｅｔｗｏｒｋｓ．Ｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ，ｗｉｔｈｔｈｅｇｉｖｅｎｒｅａｌｔｉｍｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ，ｗｅｓｔｕｄｙｔｈｅｐｒｏｂｌｅｍｏｆｍｉｎｉｍｉｚｉｎｇａｇｇｒｅｇａｔｅｐｏｗｅｒｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎｏｆｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｒｓｕｎｄｅｒｔｈｅｉｍｐｅｒｆｅｃｔＰＤ ＮＯＭＡｂａｓｅｄｏｎｓｕｃｃｅｓｓｉｖｅｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅｃａｎｃｅｌｌａｔｉｏｎ（ＳＩＣ）ｒｅｃｅｉｖｅｒｓ．Ｔｏｓｏｌｖｅｔｈｅｐｒｏｂｌｅｍ，ｊｏｉｎｔｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｏｆｐｏｗｅｒａｌｌｏｃａｔｉｏｎａｎｄｕｓｅｒｓｓｃｈｅｄｕｌｉｎｇｗｅｒｅｕｔｉｌｉｚｅｄ．Ｆｏｒｔｈｅｅｘｉｓｔｅｎｃｅｏｆｏｐｔｉｍａｌｓｏｌｕｔｉｏｎ，ｗｅｐｒｅｓｅｎｔｅｄａｎｅｘｐｌｉｃｉｔｓｕｆｆｉｃｉｅｎｔａｎｄｎｅｃｅｓｓａｒｙｃｏｎｄｉｔｉｏｎ．Ｔｈｅｎ，ｗｅｃｏｎｖｅｒｔｅｄｉｔｉｎｔｏａｍａｘｉｍｕｍｍａｔｃｈｉｎｇｏｆｂｉｐａｒｔｉｔｅｇｒａｐｈｂｙｐｏｗｅｒｔｈｒｅｓｈｏｌｄｖｅｃｔｏｒａｎｄｇｏｔｏｐｔｉｍａｌｓｏｌｕｔｉｏｎｂｙｕｓｉｎｇｔｈｅＫＭａｌｇｏｒｉｔｈｍ．Ｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｄｅｌａｙｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔ，ｒｅｓｉｄｕｌａｎｄｔｈｒｅｓｈｏｌｄｈａｖｅｇｒｅａｔｉｍｐａｃｔｓｏｎｔｈｅｓｙｓｔｅｍｐｏｗｅｒｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ ＰＤ ＮＯＭＡ Ｓｕｃｃｅｓｓｉｖｅｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅｃａｎｃｅｌｌａｔｉｏｎ Ｕｐｌｉｎｋ Ｓｃｈｅｄｕｌｉｎｇ Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ０ 引 言工业无线网络中，传感器通常被用来部署以感知周围环境，定时采集数据，通过无线网络将参数汇集到基站进行分析处理，从而有效地应对工业生产中的各种事件。
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篇一：多址接入技术
无线通信多址接入技术
2063214石伟
在无线通信环境中的电波覆盖区内，如何建立用户之间的无线信道的连接，这便是多址连接问题。
在移动通信中，也称多址接入问题。
解决多址连接问题的方法叫多址接入技术。
从移动通信网的构成可以看出，大部分移动通信系统都有一个或几个基站和若干个移动台。
基站要和许多移动台同时通信，因而基站通常是多路的，有多个信道，而每个移动台只供一个用户使用，是单路的。
许多用户同时通话，以不同的信道分隔，防止相互干扰，各用户信号通过在射频波道上的复用，从而建立各自的信道，以实现双边通信的联接称多址联接。
多址联接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
移动通信系统中基站的多路工作和移动台的单路工作形成了移动通信的一大特点。
在移动通信业务区内，移动台之间或移动台与市话用户之间是通过基站（包括移动交换局和局间联网），同时建立各自的信道，从而实现多址联接的。
多址接入方式的数学基础是信号的正交分割原理。
无线电信号可以表达为时间、频率和码型的函数，即可写作：其中c(t)是码型函数，s(f,t)是时间(t)和频率(f)的函数。
当以传输信号的载波频率不同来区分信道建立多址接入时，称为频分多址方式（Fdma）；当以传输信号存在的时间不同来区分信道建立多址接入时，称为时分多址方式（tdma）；当以传输信号的码型不同来区分信道建立多址接入时，称为码分多址方式（cdma）。
下图分别给出了n个信道的Fdma、tdma和cdma的示意图
Fdma示意图
tdma示意图
cdma示意图
目前在移动通信中应用的多址方式有：频分多址（Fdma）、时分多址（tdma）、码分多址（cdma）以及它们的混合应用方式等。
下面将分别介绍它们的原理：
1频分多址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，其它用户不能共享这一频段。
在Fdd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。
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。
在用户频道之间，设有保护频隙Fg，以免因系统的频率漂移造成频道间的重叠。
前向与反向信道的频带分割，是实现频分双工通信的要求；频道间隔（例如为（25khz）是保证频道之间不重叠的条件。
Fdma系统是基于频率划分信道。
每个用户在一对频道（）中通信。
若有其它信号的成分落入一个用户接收机的频道带内时，将造成对有用信号的干扰。
就蜂房小区内的基站动台系统而言，主要干扰有互调干扰和邻道干扰。
在频率集重复使用的蜂房系统中，还要考虑同频道干扰。
2时分多址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。