西安电子科技大学移动通信课件_第9章-多址技术.ppt

无线通信原理与应用 第9章 无线通信多址接入技术 主要内容 多址是一个什么样的问题？ 允许冲突的多址方式简介 双工方式的回顾 无冲突的多址方式简介 系统容量 多址是一个什么样的问题？1 一个无线通信系统使用分配给其特定业务的指定频段。 例如：美国当初为AMPS系统分配的频段是： 824～849MHz（共25MHz） 用于反向通信， 869～896MHz（共25MHz） 用于前向通信。 又如：900MHz GSM系统的工作频段是： 890～915MHz（共25MHz） 用于反向通信， 935～960MHz（共25MHz） 用于前向通信。 频谱是一种稀缺资源，并且已分配的频段不易被拓展。鉴于此，无线系统必须为在指定频段内允许尽可能多的用户同时通信做出一些规定。 多址是一个什么样的问题？2 使多个用户同时进行通信的问题可以被划分为两个部分： 对某个特定基站而言，怎样与多个移动台同时通信？?多址问题 多个基站情况下，如何将频谱资源分配给它们以使得可能用户的总数最大化？以及这些基站在给定地理区域上如何布置？?蜂窝网络规划问题（第3章已介绍过） 多址是一个什么样的问题？3 公用通信网络使用通信资源（如频谱）的特点：为了提高资源的使用效率，通信资源为用户所共享。 多址（Multiple Access）技术的本质是在共享通信资源的基础上，使系统中各个用户能够实现有效的互通互联的技术。互通互联的有效性指的是在保证用户通信的前提下尽可能地提高信道的使用效率。 所谓通信资源，也可以称作信道（Channel），依照信道使用中是否允许冲突（即同时使用同一信道）出现，将多址技术分为： 无冲突的MA 和 允许冲突的MA 。 MA的适用性 话音业务特点：实时、速率恒定，且具有一定的端到端时延要求。 数据业务特点：突发（峰值速率远大于平均速率）、而对传输的实时性却要求不高。 允许冲突的MA 允许冲突的MA是指用户对信道的使用具有系统无法控制（或不必控制）的突发性和随机性，从而在共用信道时会发生冲突的多址方式。 常用的允许冲突的MA方式包括： 纯ALOHA（Pure ALOHA） 时隙ALOHA（Slotted ALOHA） 载波侦听多址（CSMA） ALOHA的易损（冲突）区间 ALOHA与时隙ALOHA ALOHA协议中分组发送的起始时刻不受限制，完全是随机的，这就增加了不同用户分组发生冲突的概率，造成系统的吞吐率（成功发送分组的概率）受到较大的限制。 时隙ALOHA将发送时间划分成一个个的时隙，时隙长度一般略大于用户分组长度。每个用户分组的发送起始时刻只能是时隙的起始时刻，这样就减小了发生碰撞的易损区间，从而减小了冲突概率，可以达到提高吞吐率的目的。 吞吐量和传输延迟 CSMA 载波侦听多址(CSMA)：减小冲突，提高系统吞吐率的另一种办法就是减小分组发送的盲目性。CSMA是在发送之前进行“侦听”来确定信道的忙闲状态，然后再决定是否发送分组。即“先听后讲”。可分为以下两种类型： CSMA/CD 用于IEEE802.3 以太网（有线网），CD：冲突检测 CSMA/CA 用于IEEE802.11 无线局域网，CA：冲突避免 FDD与TDD1  FDD与TDD2  FDD与TDD3 无冲突的MA 所谓无冲突的MA是指由系统以特定的方式来划 分信道，然后将不同的信道分配给不同的用户使 用，以保证信道使用过程中不发生冲突。 如：蜂 窝网中，若采用FDMA方式，一般不会在同一小区中同时使用同一频道。 常用的无冲突的MA 频分多址（FDMA） 不同信道即不同频道 时分多址（TDMA） 不同信道即不同时隙 码分多址（CDMA） 不同信道即不同扩频序列 空分多址（SDMA） 不同信道即天线的不同 点状定向辐射区域 FDMA是TDMA和CDMA的基础 由于信号调制的结果是已调信号占用一定的带宽，所以信号的无线传输最终表现为对频谱的占用。因此FDMA是TDMA和CDMA的基础。 确切地说， TDMA即 TDMA/FDMA CDMA即 CDMA/FDMA 频分多址 FDMA 时分多址 TDMA TDMA的帧和时隙 GSM帧结构 GSM时隙的类型 在GSM术语中，时隙又被称为突发（burst），根据功用不同，GSM共有5种突发类型： 常规突发，也就是业务突发； 频率校正突发； 同步突发； 随机接入突发； 空闲突发 GSM的不同突发及其结构（pp391） 业务突发的组成 用来传送业务数据（如用户话音）的突发称为业务突发，也称为常规