多用户与无线通信.docVIP

4- PAGE 2 4 第9章 多用户与无线通信 ＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝ 数字基带传输——运用各种基带信号传输数字序列 9.1 多址技术 9.2 无线通信链路预算分析 9.3 *多径衰落与信号分集接收技术 ＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝ 9.1多址技术 ＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝ 9.1.1 多路复用和多址技术的基本概念 多路复用与多址技术：充分利用通信资源为多个用户提供服务 早期的问题是如何共同使用一条线路上——多路通信。 多个用户共用同一资源的理论基础是正交分割：正交性信号在混合后还可以彼此区分开来。 ＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝ 最基本的通信资源——频带、时间与空间 （1）频分复用（FDM）：在频域中划分出不重叠的子带； （2）时分复用（TDM）：在时域中把时隙（称为帧）划分为多个子时隙； ＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝ （3）码分复用（CDM）：借助一组正交编码，使信号之间的码特性彼此正交。 码分多路复用 ＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝ 应用于无线通信另外两种体制： （1）空分复用：在空间与地域的不同位置上传输不同信号； （2）极化复用：利用电磁波垂直与水平的两种正交极化方向。 光纤通信中还采用所谓的波分复用（WDM）：按波长的不同来划分，本质上是一种FDM技术。 ＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝ 多路复用的基本概念： 多路复用（Multiplexing）技术使一条通线链路可以划分出多条信道供多个用户同时使用。 多址技术的基本概念： 多址（Multiple access）技术指的是位于不同地点的多个用户接入与共用通信系统的技术。 ＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝ 多路复用和多址技术的异同点： 共同点：基于信号的正交分割原理 不同点： （1）多址技术侧重于分布于多个地点的多个用户的问题，而多路复用侧重于集中在收、发两个局部区域的用户的问题； （2）多址技术侧重于处理暂时提出的与不易于预先固定的通信需求，必须动态分配；而复用技术侧重于用户需求固定或至多缓慢变化的，可以预先静态分配。 ＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝ 9.1.2 FDM/FDMA举例： 模拟电话系统： 1路话音——3100KHz+900Hz保护间隔； 12路——基群，5个基群——超群，10个超群——主群，…… ＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝ 图9.1.2 FDM模拟电话 ＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝ 国际著名通信卫星机构（Intelsat）的例子：采用一种固定分配的FDMA制式来传送多路模拟话音。 （1）世界各地多个地面站共用卫星的某36MHz的转发器； （2）每个站点按预先分配好的频带使用。 图9.1.3 卫星模拟通信的FDMA ＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝ 采用一种动态分配的FDMA制式来传送多路数字话音： 信道45kHz：1路PCM数字电话64kbps；采用QPSK调制为38kHz带宽，保护间隔为7kHz； 图9.1.4 卫星数字通信系统的FDMA ＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝ 9.1.3 TDM/TDMA举例 1. GSM中的TDM与TDMA 下行（Downlink）——从基站至各用户 上行（Uplink）——从各用户至基站 GSM的每个频道为270.833Kbps的GMSK调制，占用200KHz的带宽。 ＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝ 1—8个用户采用TDMA体制： （1）4.615ms为1帧，每帧8个577μs的时隙； （2）每个时隙承载一个用户的数据。 有的时隙有特殊安排，其结构也有所不同 ＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝ 2. GSM中的FDM/FDMA与FDD （1）上、下行以频带分开，称为频分双工（FDD）。上行890~915MHz；下行935~960MHz，相距45MHz。 （2）上、下行频带各25MHz，其中又按200KHz划分为124个频道。 GMS系统联合使用频分与时分支持共124×8=992个信道，保证几百个用户双向通信。 ＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝ 9.1.4 CDM/CDMA及举例 扩频码彼此正交，即 扩频后复合信号为，。接收方使用解扩，便得到，即 如果正交性差一些，则解出的信号中会包含部分其它信号，这部分残余信号称为多用户干扰（Multiuser interference）。 ＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝ 美国高通公司（Qualcomm）的IS-95例子： 频分双工（FDD），多个频道频分复用一个较宽