无线通信多址接入技术.ppt

无线通信多址接入技术 目录 概述 频分多址(FDMA) 时分多址(TDMA) 扩频多址(SSMA) 空分多址(SDMA) 分组无线电(PR) 习题 概述 多址技术 所谓多址技术就是使多个用户接入并共享同一个无线通信信道, 以提高频谱利用率的技术。即把同一个无线信道按照时间、 频率等进行分割, 使不同的用户都能够在不同的分割段中使用这一信道, 而又不会明显地感觉到他人的存在, 就好像自己在专用这一信道一样。 占用不同的分割段就像是拥有了不同的地址, 使用同一信道的多个用户就拥有了多个不同的地址。这就是多址技术, 亦称多址接入技术。 多址接入技术概述 双工方式和多址方式要统一考虑； 主要多址方式：FDMA、TDMA、CDMA 依据分配给用户的有效带宽的大小，可分为： 窄带系统：单个信道带宽同所期望信道相干带宽相近。 宽带系统：一个信道发射带宽比信道相干带宽宽得多。 多址接入技术概述 除了FDMA、TDMA和CDMA，还有两种多址接入技术用于无线通信，它们分别是： 分组无线电(PR) 空分多址(SDMA) 频分多址(FDMA) 频分多址技术按照频率来分割信道, 即给不同的用户分配不同的载波频率以共享同一信道。 频分多址技术是模拟载波通信、 微波通信、卫星通信的基本技术, 也是第一代模拟移动通信的基本技术。  在FDMA系统中, 信道总频带被分割成若干个间隔相等且互不相交的子频带(地址), 每个子频带分配给一个用户, 每个子频带在同一时间只能供给一个用户使用, 相邻子频带之间无明显的干扰。 频分多址(FDMA) FDMA的技术特点如下： FDMA通常在窄带系统实现； 符号时间远大于延时扩展，不需要均衡； 不间断发送，系统额外开销少； 系统简单，但需要双工器，同时需要精确的射频带通滤波器来消除相邻信道干扰，消除基站的杂散 辐射。 信道非线性是FDMA系统的主要矛盾。 FDMA的非线性效应 由于发射机功率放大器的非线性，会产生： 频谱展宽：单载波的发送信号经过非线性信道，会产生频谱展宽，并将对相邻信道造成干扰。 信号抑制：多载波的发送信号经过非线性信道，会产生大信号抑制小信号的现象，影响通信效果。 交调噪声：多载波的发送信号经过非线性信道，在发送信号频率以外会产生交调噪声，并将对其它的业务信道造成干扰。 FDMA的关键技术问题 需要很好解决信道的非线性问题 目标：希望保持发送频谱的形状，主瓣不会展宽，旁瓣不会隆起；此外，不会在其它频率上产生交调频率分量。 方法： （1）采用高线性度的功率放大器； （2）合理配置频率避开交调分量； （3）功率放大器的输出功率倒退法； （4）功率放大器的线性补偿法。 FDMA的典型应用 美国AMPS系统：FDMA/FDD，模拟窄带调频（NBFM），按需分配频率； 同时支持的信道数： N＝（Bt－2Bguard）/Bc Bt系统带宽，Bc信道带宽， Bguard为分配频率时的保护带宽。 时分多址(TDMA) 时分多址技术按照时隙来划分信道, 即给不同的用户分配不同的时间段以共享同一信道。 在TDMA系统中, 时间被分割成周期性的帧, 每一帧再分割成若干个时隙(地址)。 无论帧或时隙都是互不重叠的。然后, 根据一定的时隙分配原则, 使各个移动台在每帧内只能按指定的时隙向基站发送信号。 时分多址(TDMA) TDMA的技术特点如下： 多用户共享一个载波频率，时隙数取决于有效带宽和调制技术等； 数据分组发送，不连续发送，需开关； 由于速率较高，往往需要采用均衡器； 系统开销大，包括保护时隙、同步时隙等； 采用时隙重新分配的方法，为用户提高所需要的带宽。 TDMA系统的信道数 总的信道数：总的TDMA时隙数。即每一信道的TDMA时隙数乘以有效信道数。 N＝(m(Btot－2B保护))/Bc m为每个信道所支持的TDMA用户数，Btot信道带宽，B保护保护带宽，Bc用户带宽。 扩频多址(SSMA) 通过伪随机序列将窄带信号在发射前转换成宽带信号，SSMA可以抵抗多径干扰而增强多址能力。 目前，扩频多址技术主要有两种类型：直接序列扩频多址(DS)和跳频多址(FH)。直接序列扩频多址也称为码分多址(CDMA)。 跳频多址(FHMA) 跳频多址是一个数字多址系统，此系统中单个用户的载波频率在宽带信道范围内以伪随机的方式变化。用户载频的伪随机变化使得在任意时刻对具体信道的占用也随机变化，这样就可以实现一个大频率范围的多址接入。 快跳频系统 慢跳频系统 码分多址(CDMA) 码分多址技术按照码序列来划分信道, 即给不同的用户分配一个不同的编码序列以共享同一信道。 在CDMA系统中, 每个用户被分配给一个惟一的伪随机码序列(扩频序列), 各个用户的码序列相互正交, 因而相关性很小