GSM時分多址技術(shù)（TDMA）

為了更有效的利用頻率資源，GSM系統(tǒng)采用了頻分多址（FDMA）與時分多址技術(shù)（TDMA）兩種多址技術(shù)。它是一種能使眾多的客戶共用公共通信鏈路的一種技術(shù)。

1．多址技術(shù)介紹
目前應用的多址技術(shù)主要有三種：
（1）頻分多址（FDMA）技術(shù)：在傳統(tǒng)的無線電廣播中，均采用頻分多址（FDMA方式，每個廣播信道都有一個頻點，如果你要收聽某一廣播信道，則必須把你的收音機調(diào)諧到這一頻點上。模擬蜂窩移動系統(tǒng)也采用了此技術(shù)，某一小區(qū)中的某一客戶呼叫占用了一個頻點，即一個信道，則其它用戶就不能再占用。
（2）時分多址（TDMA）技術(shù)：時分多址（TDMA）在每個頻率上產(chǎn)生多個隙，在不同的時隙上進行通信，歐洲的GSM、日本的PDC均采用了TDMA技術(shù)。
（3）碼分多址（CDMA）技術(shù)：碼分多址（CDMA）技術(shù)是使用一組正交的偽隨機碼序列對有用信號進行擴頻處理的技術(shù)，與前兩種技術(shù)相比，該技術(shù)對頻率的利用率最高，是未來數(shù)字移動通信系統(tǒng)的主流技術(shù)。

2．GSM中的TDMA技術(shù)
在GSM系統(tǒng)中，無線接口采用時分多址（TDMA）與頻分多址（FDMA）相結(jié)合的方式。用戶在不同頻道上通信，且每一頻道（TRX）上可分成8個時隙，每一時隙為一個信道，因此，一個TRX最多可供8個全速率（或16個半速率）移動客戶同時使用。

TDMA系統(tǒng)具有如下特性：
（1）每載頻多路信道。如前所述，TDMA系統(tǒng)形成頻率時間矩陣，在每一頻率上產(chǎn)生多個時隙，這個矩陣中的每一點都是一個信道，在基站控制分配下，可為任意一移動客戶提供電話或非話業(yè)務。

（2）利用突發(fā)脈沖序列傳輸。移動臺信號功率的發(fā)射是不連續(xù)的，只是在規(guī)定的時隙內(nèi)發(fā)射脈沖序列。

（3）傳輸速率高，自適應均衡。每載頻含有時隙多，則頻率間隔寬，傳輸速率高，但數(shù)字傳輸帶來了時間色散，使時延擴展加大，故必須采用自適應均衡技術(shù)。

（4）傳輸開銷大。由于TDMA分成時隙傳輸，使得收信機在每一突發(fā)脈沖序列上都得重新獲得同步。為了把一個時隙和另一個時隙分開，保護時間也是必須的。因此，TDMA系統(tǒng)通常比FDMA系統(tǒng)需要更多的開銷。

（5）對于新技術(shù)是開放的。例如當話音編碼算法的改進而降低比特速率時，TDMA系統(tǒng)的信道很容易重新配置以接納新技術(shù)。

（6）共享設備的成本低。由于每個載頻為多個客戶提供服務，所以TDMA系統(tǒng)共享設備的每客戶平均成本與FDMA系統(tǒng)相比是大大降低了。

（7）移動臺設計較復雜。它比FDMA系統(tǒng)移動臺完成更多的功能，需要復雜的數(shù)字信號處理。

3．時分多址 (TDMA) 幀結(jié)構(gòu)
1．TDMA幀定義
見圖1在GSM的TDMA中，幀被定義為每個載頻中所包含的8個連續(xù)的時隙（TS0-7），相當于FDMA系統(tǒng)中的一個頻道。在每個時隙中，信號以突發(fā)脈沖系列的形式發(fā)送。



圖1 TDMA幀圖

2．幀結(jié)構(gòu)
圖2給出了TDMA幀的完整結(jié)構(gòu)，它實質(zhì)上是在無線鏈路上重復的物理幀。

（1）TDMA幀－每個TDMA幀含8個時隙，整個幀時長約為4.615ms，每
個時隙含156.25個碼元，時隙時長為0.577ms。

（2）TDMA復幀（Multi frame）－多個TDMA幀構(gòu)成復幀，其結(jié)構(gòu)有兩種：
連續(xù)的26個TDMA幀構(gòu)成的復幀，稱為26復幀，周期為120ms，用于業(yè)務信道和隨路控制信道（TCH與SACCH/FACCH）。
連續(xù)的51個TDMA幀構(gòu)成的復幀，稱為51復幀，用于控制信道（CCH），周期為3060/13≈ 235.385ms。



圖2 GSM TDMA幀結(jié)構(gòu)圖

（3）TDMA超幀（Superframe）－多個連續(xù)的TDMA復幀構(gòu)成超幀，它是一個連續(xù)的51×26 TDMA幀，一個超幀的持續(xù)時間為6.12s。

（4）TDMA超高幀（Hyper frame）它包括2048個超幀，每個周期包括2715648個TDMA幀，其時間周期為3小時28分53秒760毫秒。TDMA幀號是以TDMA高幀（2715648個TDMA幀）為周期循環(huán)編號的。那為什么要用TDMA 幀號呢？這是因為GSM系統(tǒng)對客戶的保密是通過在發(fā)送信息前對信息進行加密實現(xiàn)的。計算加密序列的算法是以TDMA幀號為一個輸入?yún)��?shù)，因此每一幀都必須有一個幀號。有了TDMA幀號，移動臺就可判斷控制信道TS0上傳送的是哪一類邏輯信道。

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