游戏攻略网
当前位置: 首页 游戏攻略

基站频段与网络容量(通信中的多址技术)

时间:2023-06-03 作者: 小编 阅读量: 1 栏目名: 游戏攻略

电磁波的频率有大有小,比如说频率高的Gamma射线,具有杀死细胞的能力,用于医疗。这些都是成熟的多址技术。图61G-5G通信技术FDMA频分多址技术,就是给小王同学、小李同学分配不同的通信频率,比如图7中所示。小李同学使用频率2,小王同学使用频率1。这样小王和小李,就可以在同一时间段一起通信了,互相不干扰。这就是TDMA的思想。总结CDMA与OFDMA多址方式相对比较复杂,将单独介绍。对应在时间轴上,每个200KHz对应8个时隙。

思考这样一个问题,同一个基站(信号塔)覆盖范围内,大家都在玩手机,那么这个基站是如何区分不同手机信号呢?怎么区别这是张三女朋友电话,还是李四的追剧?

图1 不同用户同时接入网络

本文将从频率开始介绍,逐步过渡多频分与时分多址技术。主要内容有:

  1. 频率资源
  2. FDMA
  3. TDMA
  4. GSM的多址技术

多址技术(Multiple Access)

我们知道,大自然中从无线电、自然可见光线到X射线,都有一定的频率范围。先从一个基本的公式说起:

图2 频率与波长公式

光速=波长*频率,光速值是固定的,所以频率越高,波长越短。

想想同学们身边的通信技术,要么通过有线,要么通过无线传播,即有线通信与无线通信。通过有线传输,自然不必多说。平时上网用的网线,叫做双绞线,就是一种常见的有线传输介质,现在的5类双绞线传输速率可以达到100Mbps。

图3 有线与无线通信

如果把有线介质换成光纤,在实验室里面测试,单模光纤最大速率可以达到26Tbps,这是我们网线速率的将近3万倍。

图4 光纤,尾纤

我们的平常所说的无线通信,实际上是指利用电磁波进行通信。

电磁波的频率有大有小,比如说频率高的Gamma射线,具有杀死细胞的能力,用于医疗。而我们用于无线通信的频率,从图5可以看出,主要集中在微波Microwave和无线Radio wave波段。

频率资源非常有限。

图5 频率谱

在无线通信领域内,多个用户同时通过一个基站和其他用户进行通信时,很明显为了不相互之间“干扰”,有必要对不同的用户的进行区分?怎么区分呢?

通过频率、时间和码来区分。

频率区分就是FDMA(frequency division multiple access),Access不是地址,而是接入的意思。通过频率frequency,区分division,多个用户multiple,接入access网络的技术。

时间区分就是TDMA,码区分就是CDMA,还有4G/5G使用的OFDMA技术。

这些都是成熟的多址技术。多址技术在无线通信领域中异常重要,我们的移动通信的第一代技术1G,使用的是FDMA技术,2G使用了TDMA技术,3G时代使用 了CDMA技术,4G时代使用了OFDMA技术。

图6 1G-5G通信技术

FDMA

频分多址技术,就是给小王同学、小李同学分配不同的通信频率,比如图7中所示。小李同学使用频率2,小王同学使用频率1。这样小王和小李,就可以在同一时间段一起通信了,互相不干扰。

图7 频分多址技术

普遍的说,不同的用户,占用不同的频率段,这些频率段互相不影响,可以实现多个用户同时接入网络。正如车道一样,你走你的,我走我的。

图8 不同用户使用不同的频率

在实际的卫星CBAND通信中,总带宽为500MHZ,就是说总共能给使用的带宽是500M,然后我们把它进行切割,分成24个小块,或者叫做24个信道CHannel,每个信道的带宽为40MHz(36MHz可用的,预留4MHz作为相邻两个信道的过度保护带)。这样可以实现同时满足24位用户通信。

图9 卫星CBAND

TDMA

时分多址Time Division Multiple Access,顾名思义,就是切割时间。文章前面也说了,频率资源是有限的,在这有限的频率资源内,我们必须尽可能的提高它的利用率。

而且,为了获得高传输速率,尽可能的要用大带宽。

如果同样的一段频率,小王同学和小李同学都在同一时间去使用,必然会相互之间干扰。那么简单啊?只要在时间上划分不就可以了,小王同学你晚上用,小李同学你早上用。虽然都是用同一段频谱,但是时间不一样,也可以实现相互不影响。

这就是TDMA的思想。图10中,一段2.5KHz的频谱,有两个用户在使用,这两个用户都完全占用了这段频率,只是在时间轴上按照1-2-1-2这样的顺序,轮流“坐庄”。

图10 TDMA

我们一般把时间上划分的小块,叫做时隙Slot。

总结

CDMA与OFDMA多址方式相对比较复杂,将单独介绍。

在通信系统中,经常是多种多址方式组合在一起,时间轴上划分时隙,同时频率轴上也进行划分,这样实现了更多的用户同时接入,提升了网络容量。

比如说我们的GSM通信技术,就是使用了TDMA FDMA结合,总共有25MHz的带宽,划分成124个小块,每个小块频率范围是200KHz。对应在时间轴上,每个200KHz对应8个时隙。

图11 GSM频率与时隙划分

可以这样粗略的推断,GSM的一个200Khz载波上,可以同时准许8个用户电话。实际的GSM系统是,还要预留部分信道用于传输控制信令,再考虑HR半速率,实际的系统中用户数会有变化。

补充:

同学们可能也经常听说“复用”的概念,复用和多址如果不是很较真的,初学者可以认为是一个意思,就是在资源有限的情况下,如何高效利用资源。如果硬是要区别,多址肯定要复用,不同的用户肯定先要占用不同的资源,才能区分;但是复用不一定要多址,因为我一个用户同时占用多个资源,这也叫资源复用。

欢迎大家在留言区讨论。

喜欢文章的请点赞、关注,支持@通信M班长

    推荐阅读
  • steam棋牌游戏推荐(幸运之夜新版本亮相TGC)

    steam棋牌游戏推荐12月1日,2017腾讯游戏嘉年华正式在成都开幕,腾讯的VR社交游戏《幸运之夜》在现场发布了最新版本。VR《幸运之夜》在TGC2017上惊艳亮相《幸运之夜》新版本发布邀请好友一起游戏今年7月底,《幸运之夜》正式在Steam发布,并推出了首款游戏作品“德州扑克”。今年的TGC2017现场,《幸运之夜》全新版本便带来了对互动性方面的提升。

  • 儿童睡前故事卖火柴的小女孩大全(卖火柴的小女孩)

    在长发公主的故事里,兔子小姐变成了手持宝剑的骑士,穿过了山川和河流,战胜了地狱恶犬,最终救出了长着一头金黄色长发的熊猫先生。随着一阵空间的波动,熊猫先生和兔子小姐来到了冰天雪地的圣诞节。小女孩被这突如其来的变化惊呆了。熊猫先生没有回答,轻轻摸了摸小女孩的头。小女孩点燃了第二根火柴。熊猫先生和兔子小姐则来到壁炉前,商量起小女孩最后一个愿望。熊猫先生蹲下来,握起小女孩的手。

  • 怎样做ppr管快一点(PPR管安装方法及技巧)

    怎样做ppr管快一点PPR管安装方法及技巧首先准备好需要的材料:热熔机,小剪刀,ppr管,管件,手巾。一定要根据自己热熔ppr管的口径,准备相应的热熔头。清洁:清洁管材与管件的焊接段部位,建议用95%浓度酒精擦净。在熔接时间内迅速的将管材无旋转的垂直插入管件中,并维持5秒以上,然后按相应冷却时间冷却。热熔后做到横平竖直,美观大方。

  • 大托特包搭配技巧(大托特包搭配技巧简述)

    西装外套+托特包复古时尚的格子,由黑白交错的条纹形成,文艺而又端庄搭配撞色托特包,优雅而不失俏皮,让气场变得灵动起来内搭白色连帽卫衣,减龄又可爱,接下来我们就来聊聊关于大托特包搭配技巧?大托特包搭配技巧西装外套+托特包复古时尚的格子,由黑白交错的条纹形成,文艺而又端庄。衬衫+托特包白色的衬衫休闲慵懒,给人一种空灵的感觉以及干净纯粹的气质。

  • 刘涛电视剧口碑(电视剧景气指数第一)

    还记得3月份刘涛在和周渝民主演的《大宋宫词》中扮嫩出演少妇被很多观众吐槽。万万没想到时隔数月,刘涛带着她的新剧《星辰大海》杀回来了。目前主要的剧情线在刘涛饰演的女主简爱身上。因为小时候意外发现母亲出轨的事,得知真相的父亲激愤之下杀死母亲并自杀,简爱因此成为了一个孤女。逃出傻子家的简爱在与姑姑的争执中误伤姑姑,从此开启逃命生涯。简爱从面馆辞职走投无路,误打误撞进入大公司之后面临着同事的故意刁难。

  • 外墙装修材料有哪些 外墙装修材料有哪些类型

    外墙涂料具有装饰性良好、耐污染耐老化以及施工维修容易和价格合理的特点。一般来说釉面外墙砖有亚光面与无光面两大类。它的装饰的效果也不错,有柚木色、深灰色等等可供选择。由于它的表面的肌理很清晰,所以色泽漂亮且装饰性极强。本站,中国知名大型装修平台,装修领导品牌。

  • 世界上有哪些花(世界上有哪些花 名字)

    瓜叶菊、香豌豆、夏兰、石竹、石蒜、荷花、翠菊、睡莲、福禄考、晚香玉、万寿菊、千日红、建兰、铃兰、报岁兰、香堇、大岩桐、水仙、小草兰、瓜叶菊、蒲包花、免子花、入腊红、三色堇、百日草、鸡冠花、一串红。孔雀草、大波斯菊、金盏菊、非洲凤仙花、菊花、非洲菊、观赏凤梨类、射干、非洲紫罗兰、天堂鸟、炮竹红、菊花、康乃馨、红掌、满天星、星辰花、三角梅、虞美人。

  • 长歌行李长歌母亲是谁杀的(长歌行李长歌的简介)

    下面更多详细答案一起来看看吧!长歌行李长歌母亲是谁杀的《长歌行》李长歌母亲是自杀的。李长歌,太子李建成之女,生母则是回纥王族。父母手足均死于玄武门之变,满怀愤恨的长歌凭高超武艺逃出皇宫,并在追捕过程中制造“坠崖假死”而逃生,其后女扮男装隐瞒身份流落民间,一心只想为父母复仇,在家和国的利害冲突中,最后放弃复仇,和阿诗勒隼一起成为了民族和解的使者。

  • 什么时候喝蛋白粉增肌效果最好(什么时候喝蛋白粉增肌效果最好)

    从长远来看,这种方法被证明可以促使肌肉明显增长。如果摄入量超过一定的阈值,蛋白质的合成就会受限。如果是以乳清饮料的形式摄入乳清蛋白,运动者可以在运动结束后立即饮用。按每公斤体重1克的标准,在健身前后立即摄入以及在运动后1小时内摄入可快速吸收的碳水化合物,可以明显抑制肌肉分解,并大大促进肌肉快速和明显的增长。在这种情况下,大量分泌的胰岛素促进了氨基酸向工作中的肌肉运输,为蛋白质合成奠定基础。

  • 窦骁周冬雨山楂树之恋结局(周冬雨18岁第一次出演)

    周冬雨18岁第一次出演要说最近最火的电影,非《少年的你》莫属,上映14天,已经收获了12.45亿的票房成绩,成为现阶段最强的票房黑马而作为该片主演的周冬雨和易烊千玺,也凭借在该片中的精彩演出,演技得到大众的进一步认可作为“。