第6章多址接入技术案例.ppt

1、FDMA和TDMA蜂窝系统的容量 FDMA的无线容量如下： TDMA的无线容量如下： 信道/小区 信道/小区 6.8 系统容量 2、CDMA蜂窝系统的容量 决定CDMA蜂窝系统容量的主要参数是：处理增益、语音负载周期、频率复用效率，以及基站天线扇区数。 信道/小区 6.8 系统容量 式中，Eb是信息的比特能量；Rb是信息的比特速率；N0是干扰的功率谱密度；W是总频段宽度（即CDMA信号所占的频谱宽度）；Eb/N0类似于通常所谓的归一化信噪比，其取值决定于系统对误比特率或语音质量的要求，并于系统的调制方式和编码方案有关；W/Rb是系统的处理增益；C为载波信号功率；η为背景热噪声。 实际中，根据CDMA蜂窝通信系统的特点进行修正。 （1）采用语音激活技术提高系统容量 （2）利用扇区划分提高系统容量 （3）频率复用 信道/小区 信道/小区 信道/小区 6.8 系统容量 三种体制系统容量的比较结果为 需要说明的是以上的比较中CDMA系统容量是理论值，实际比较普遍的看法是，CDMA蜂窝系统的容量是模拟FDMA系统的8~10倍。 6.8 系统容量 解决多址连接问题的方法叫多址接入技术。 * 解决多址连接问题的方法叫多址接入技术。 * CDMA系统的地址码相互正交，用于区别不同地址，而在频率、时间和空间上都可能重叠。 其它使用不同码型的信号因为和接收机本地产生的码型不同而不能被解调。它们的存在类似于在信道中引入了噪声或干扰，通常称之为多址干扰（MAI）。 * CDMA系统的地址码相互正交，用于区别不同地址，而在频率、时间和空间上都可能重叠。 其它使用不同码型的信号因为和接收机本地产生的码型不同而不能被解调。它们的存在类似于在信道中引入了噪声或干扰，通常称之为多址干扰（MAI）。 * * * m序列一个周期内“1”和“0”的码元数大致相等(“1”比“0”只多一个)。这个特性保证了在扩频系统中，用m序列做平衡调制实现扩展频谱时有较高的载波抑制度。 * 而当采用SDMA方式时，即通过空间过滤用户信号的方法，则每一用户的反向链路将得到改善，并且花销更少的功率。 * 当用户的传输速率提高时，直扩CDMA的扩频增益有所降低，这样就会损失扩频系统的优势 * 2. 正交Walsh函数 若对图6-7中的Walsh函数波形在8个等间隔上取样，即得到离散Walsh函数，可用8×8的Walsh函数矩阵表示。采用负逻辑，即“0”用“+1”表示，“1”用“-1”表示，从上往下排列，图6-7所示函数对应的矩阵如式(6-2)所示，从中可见，变换行的次序后与下面所述的Walsh函数的矩阵相同。 (6-2) 2. 正交Walsh函数 Walsh函数矩阵（Hadamard矩阵）的递推关系 Walsh（沃尔什）函数可用Hadamard（哈达码）矩阵H表示，利用递推关系很容易构成Walsh函数序列族。哈达码矩阵H是由“1”和“0”元素构成的正交方阵。在哈达码矩阵中，任意两行（列）都是正交的。这样，当把哈达码矩阵中的每一行（列）看成一个函数时，则任意两个函数之间也都是正交的，即互相关函数为零。因此，将M阶哈达码矩阵中的每一行定义为一个Walsh序列（又称Walsh码或Walsh函数）时，我们就得到M个Walsh序列。 哈达码矩阵有如下递推关系： 式中，M取2的幂； 是 的补。 2. 正交Walsh函数 2. 正交Walsh函数 例如，当M=64时，利用上述的递推关系，就可得到64×64的Walsh序列（函数）。这些序列在IS-95 CDMA蜂窝系统中被作为前向码分信道。因为是正交码，可供码分的信道数等于码长，即64个。在反向信道中，利用Walsh序列的良好互相关特性，64位的正交Walsh序列用做编码调制。 3. m序列伪随机码 m序列的生成 m序列是最长线性移位寄存器序列的简称，它是由带线性反馈的移存器产生的周期最长的一种序列。它的周期P=2n-1（n是移位寄存器的级数）。m序列是一个伪随机序列，具有与随机噪声类似的尖锐自相关特性，但它不是真正随机的，而是按一定的规律形式周期性地变化。由于m序列容易产生、规律性强、有许多优良的特性，因而在扩频通信和CDMA系统中最早获得广泛的应用。 m序列的发生器是由移位寄存器、反馈抽头及模2加法器组成的。产生m序列的移位寄存器的网络结构不是随意的，必须满足一定的条件。图6-8是一个由三级移位寄存器构成的m序列发生器。 图6-8 m序列产生电路 m序列的生成 m序列的特性 m序列有许多优良的特性，但我们注意关心它的随机性和相关性。 (1) m序列的随机性 m序列一个周期内“1”和“0”的