时分多址(英文名称:
时间 division multiple access,缩写:TDMA) 是一种用于数字蜂窝电话和移动无线电通信的数字调制技术。简单来说,TDMA通过将每个蜂窝信道划分为不同的时隙,使多个用户能够共享相同的频率。实际上,单个频率支持多个同步数据通道。因此,使用两个时隙TDMA,两个用户可以共享相同的频率。使用三个时隙TDMA,三个用户可以共享相同的频率,依此类。TDMA 是划分
射频 (RF) 蜂窝信道上可用有限
频谱的两种方法之一,另一种称为频分多址(FDMA)。
在TDMA中,用户快速连续传输,每个用户使用自己的时隙。这种穿梭过程是如此之快,每个用户都认为他们同时占用相同的RF信道。通过为每个用户分配离散的
带宽量,TDMA增加了可以通过信道传输的数据量,同时支持同时对话。在北美,使用称为北美TDMA的TDMA变体。几乎所有2G蜂窝系统都使用TDMA,包括数字高级移动电话服务、全球移动通信系统(GSM))、个人数字蜂窝 (PDC)、集成数字增强网络等。此外,TDMA还用于数字增强型无绳电信,该标准用于在欧洲,
澳大利亚,南美和
亚洲创建无绳电话系统。
参看
2G系统
2G系统主要使用两种制式,一种是由
欧洲电信标准化协会提出的GSM(global system for
无线电话 communications)(后来成为全球性蜂窝无线电通信系统标准),主要有GSM、DCS1800、PCS1900三种系统。全球超过200个国家和地区超过10亿人正在使用GSM电话。在中华人民共和国分别由
中国移动通信集团和
中国联通运营GSM网络。
另一种称为IS-95,其核心专利由美国
高通持有。在中华人民共和国由中国联通运营其演进版CDMA2000 1X网络(已转交
中国电信集团成为其3G网络)。
简介
时分多址是把时间分割成
周期性的帧(Frame)每一个帧再分割成若干个时隙向
基站发送信号,在满足定时和同步的条件下,基站可以分别在各时隙中接收到各移动终端的信号而不混扰。同时,基站发向多个移动终端的信号都按顺序安排在予定的时隙中传输,各移动终端只要在指定的时隙内接收,就能在合路的信号中把发给它的信号区分并接收下来。
时分多址(TDMA)的N个时隙(信道)在时间轴上互不重叠,应该满足时间正交性:
式中,ΔTi为时隙长度;Xi和Xj分别表示第i个利第j个时隙(信道)发送的突发信号,接收端的TDMA定时单元根据系统定时信号实时控制时间闸门,选择出所需信道(时隙)所传送的突发信号。
时分多址只能用于数字通信系统。模拟话音必须先进行模数变换(数字语音编码)及成帧处理,然后以突发信号的形式发射出去。
应用
多址联接(Multiple Access)是在卫星通信系统蜂窝移动通信系统以及为点到多点的光通信系统中一个非常重要的技术。
在
卫星通信系统中是指若干个
地球站同时利用一个卫星转发器(或其它任何输入输出装置)与其它拟与之通信的地球站进行联接的方式,而在蜂窝移动通信中则是指若干个移动用户终端同时通过一个
基站与其它拟与之通信的对象进行通信联接的方式。在光通信系统中也是为解决类似的问题而采取多址联接技术。
多址联接基本上有三种方式,即FDMA(频分多址)、TDMA(时分多址)和CDMA(码分多址)。在实际应用技术中还有一些从这三种基本方式派生出来的多址方式,如DAMA(按需分配多址——卫星通信中采用)、TDMA/FDMA、CDMA/FDMA等。此外,还有PDMA(极分多址)、SDMA(
空分多址)等。
TDMA时分多址联接方式是把
卫星转发器的工作时间分割成
周期性、互不重叠的时隙,我们把一个周期叫做一帧,一帧中每一个时隙叫做分帧。将每个分帧分配给各
地球站使用。时分多址联接主要用来传输
时分多路复用数字信号,一个典型的应用是脉码调制-时分复用-移相键控-时分多址联接(即PCM-TDM-PSK-TDMA)。这里,各地球站首先将PCM数字信号按时分多路复用(TDM)方式形成多路信号,然后通过
调制器产生数字移相键控信号,各地球站在定时同步系统控制下,只在自己的时隙内向
卫星发射信号,而卫星转发器将这些不同时隙来的各地球站信号,按时间顺序排列起来。为了各站之间互不干扰,各时隙之间有一定的保护时隙。一般过程为:首先
地球站无线电接收机收到卫星转发器发来的各地球站的
微波TDMA帧信号,在解调器中进行相干解调,并同时取出各站的前置码(它位于各分帧信号码的最前边),根据前置码可判别出来自各地球站发给本站的信号。解调后的信号送至时分多址分离和缓冲控制装置,在此设备中,先由前置码去控制分离装置选出发给本站的PCM信号,再经
缓冲器和PCM
译码器变为
模拟信号,最后送给用户。
在实际应用中,多址技术常与
多路复用技术混合使用,例如目前国际卫星通信和一些国家国内商用卫星通信采用的:
单边带调制频分复用-调频-频分多址方式(SSB-FDM-FM-FDMA),可传送多路模拟信号;脉码调制-时分复用-相移键控-频分多址方式(PCM-TDM-PSK-FDMA)和脉码调制-时分复用-相移键控-时分多址调制方式(PCM-TDM-PSK-TDMA),可传送多路
数字信号。
时分多址与频分多址技术也常混合使用。例如,GSM系统就是TDMA与FDMA混合使用的
。
特点
2、非连续传输,使切换更简单。
3、时间插槽可以根据动态TDMA的需求分配。
4、较CDMA宽松的功率控制,由于信元间干扰较小。
5、高于CDMA的同步开销。
6、频率分配的复杂性。