FDMA(Frequency Division Multiple Access)即频分多址,把总带宽分隔成多个正交信道,每个用户占用一个信道,被广泛用于有线和微波通信系统。

1.FDMA简介

FDMA把频带分成若干信道,同时供多个不同地址用户使用不同的载波(信道)来实现多址联接的通信方式,在一个频率信道中同一时刻只能传送一个用户的业务信息;或指以载波频率来划分信道,每个信道占用一个载频,相邻载频之间应满足传输带宽的要求。在模拟移动通信中频分多址是最常用的多址方式,每个载频之间的间隔为30kHz或25kHz。在数字移动通信中频分多址可以单独使用或与其他多址方式混合使用,一般多与时分多址或码分多址混合使用,这时每个载频可以有多个时分多址的信道(时隙)或多个码分多址的码道,载频之间的间隔也比较大,从几百kHz到几MHz。单独使用频分多址方式,每个载频只传输1个用户信号,频带占用较窄,移动台设备简单,但基站设备庞大复杂,有多少个信道就要有多少个收发信机,因此需要天线共用器,功率损失大;另外,越区切换较为复杂,切换时通信会中断数十到数百毫秒,对于数据传输会带来数据丢失。典型的例子如第一代蜂窝系统中的AMPS制式和TACS制式中所用的多址技术。

FDMA简介

2.FDMA的特点

在频分多址中,不同地址用户占用不同的频率,即采用不同的载波频率,通过滤波器选取信号并抑制无用干扰,各信道在时间上可同时使用。频分多址技术比较成熟,第一代蜂窝式移动电话系统采用的就是FDMA技术。模拟蜂窝式移动电话系统均使用频分多址技术。在采用FDMA技术的第一代蜂窝系统中,各频率信道除了要传送用户语音外,还要传送信令信息。一般情况下,要为信令信息的传送专门分配频率信道,该频率信道称为专用控制信道或专用信令信道。但在通话过程中进行信道切换时,是在业务信道中传送切换信令的。由于每个移动用户使用控制信道的时间相对于使用业务信道的时间要少得多,所以往往一对控制信道可供一个基站或多个基站内的所有移动用户共同使用。另外还利用语音信道传送状态信号、证实信号、应答信号以及为检测正在使用的话音信道质量而在整个通话过程中总是传送的检测音(SAT)等模拟信令。
采用FDMA技术的第一代蜂窝系统,每频率信道带宽不超过30kHz。传送语音的业务信道是采用调频方式将用户话音调制到某一载频上实现的。传送信令的专用控制信道是采用FSK调制方式将较低速率的信令数据调制到某一载频上实现的。由于传送的信令数据速率较低,一般为8~10kbit/s,每个码元的持续时间远大于由于多径传输产生的时延扩展。所以,在接收端不需要采用自适应均衡技术。
卫星通信中的多址联接技术和多路复用技术是信号分割理论的具体应用。它们很相似,但又有区别。多址技术是多个通信站的射频信号在射频信道上进行的多路复用,以达多个通信站间多边通信的目的;而多路复用是一个通信站的多路群信号在中频信道上进行的多路复用,以达两个站间的双边多路通信的目的。
FDMA频分多路多址联接方式是每个地球站分配一个专用的载波,并且,所有地球站的载波互不相同,为了载波互不干扰,它们之间有足够的间隔。即频分多路复用-调频方式-频分多址联接(FDM-FM-FDMA),这里,首先将电话信号经长途电信局送到载波终端,按频分多路复用FDM方式把信号复用在60路标准基带中,整个基带包括5个基群,每个基群有12个话路,将它们按预先分配方式分配给一个地球站。然后把60路的群信号用FM方式调制到分配给地球站的载波上,经本站天线系统向卫星发射。通过卫星上转发器将上行频率变换成下行频率,并发向各站,这些地球站将收到的信号解调便得到60路群信号,从群信号滤出发给本站的基群信号。

FDMA的特点

3.FDMA的目的

频分复用的目的在于提高频带利用率。在通信系统中,信道能提供的带宽往往要比传送一路信号所需的带宽宽得多。因此,一个信道只传输一路信号是非常浪费的。为了充分利用信道的带宽,因而提出了信道的频分复用问题。合并后的复用信号,原则上可以在信道中传输,但有时为了更好地利用信道的传输特性,还可以再进行一次调制。

FDMA的目的