移動(dòng)通信技術(shù)主題四

移動(dòng)通信多址技術(shù)

移動(dòng)通信中是以信道來區(qū)分通信對(duì)象的，每個(gè)信道只容納一個(gè)用戶進(jìn)行通話，但許多用戶同時(shí)通話時(shí)，就以信道來區(qū)分，這就是多址。

可以理解為多址技術(shù)解決的是如何區(qū)分移動(dòng)通信中的“你、我、他”的問題。

試著想一想，不同的用戶之間可以通過哪些方式進(jìn)行區(qū)分呢？主題引入移動(dòng)通信多址技術(shù)(SDMA)學(xué)習(xí)目標(biāo)掌握每種多址技術(shù)的基本原理；了解每種多址技術(shù)的主要特點(diǎn)；針對(duì)具體的移動(dòng)通信系統(tǒng)，能夠試著分析該系統(tǒng)使用了哪些多址技術(shù)。

重點(diǎn)與難點(diǎn)重點(diǎn)：理解各多址技術(shù)的基本原理；難點(diǎn)：針對(duì)具體的移動(dòng)通信系統(tǒng)，能夠試著分析該系統(tǒng)使用了哪些多址技術(shù)。

移動(dòng)通信系統(tǒng)中是以信道來區(qū)分通信對(duì)象的，每個(gè)信道只容納一個(gè)用戶進(jìn)行通話，許多同時(shí)通話的用戶，相互以信道來區(qū)分，這就是多址技術(shù)。實(shí)質(zhì)：實(shí)現(xiàn)不同地點(diǎn)、不同用戶接入網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)。

什么是多址技術(shù)？試想，多址技術(shù)用于區(qū)分用戶，有哪些方法呢？提示：平房、樓房作為住宅的區(qū)別？各用戶使用不同的頻率時(shí)間頻率FDMA1.頻分多址技術(shù)（FDMA）——基本原理

將給定的頻譜資源劃分為若干個(gè)等間隔的頻道（或稱信道）供不同的用戶使用。接收方根據(jù)載波頻率的不同來識(shí)別發(fā)射地址而完成多址連接。各行其道！1.頻分多址技術(shù)（FDMA）——主要特點(diǎn)PowerFrequencyTimeFDMA系統(tǒng)的復(fù)雜度較低，容易實(shí)現(xiàn)，適用于模擬和數(shù)字信號(hào);多頻道信號(hào)互調(diào)干擾嚴(yán)重，頻率利用率低，容量?。粸榉乐垢蓴_，相鄰信道間要留有防護(hù)帶；基站由多部不同載波頻率的發(fā)射機(jī)同時(shí)工作；成本較高。1.頻分多址技術(shù)（FDMA）——應(yīng)用舉例第一代模擬移動(dòng)通信系統(tǒng)只使用了頻分多址，頻帶間隔為25KHZ。隨著移動(dòng)通信系統(tǒng)不斷演進(jìn)，頻分多址與其他多址方式結(jié)合靈活使用。GSM系統(tǒng)900MMHz頻段，上行頻段為890-915MHZ900頻道序號(hào)為0~124，共125個(gè)頻道。頻道序號(hào)和頻道標(biāo)稱中心頻率的關(guān)系為：上行Fu（n）=890＋0.2×n（MHz）下行Fd（n）=Fu（n）＋45（MHz）其中1≤n≤124，n為頻道序號(hào)，或稱絕對(duì)射頻信道號(hào)ARFCN。1.頻分多址技術(shù)（FDMA）——應(yīng)用舉例時(shí)間頻率TDMA各用戶使用不同的時(shí)隙把時(shí)間分割成周期的幀，每幀再分成若干時(shí)隙，各MS在指定的時(shí)隙向基站發(fā)送信號(hào)，同時(shí)，基站發(fā)向多個(gè)MS的信號(hào)都按順序安排在預(yù)定的時(shí)隙中傳輸，各MS只要在指定的時(shí)隙內(nèi)接收，就能在合路信號(hào)中把發(fā)給它的信號(hào)區(qū)分出來2.時(shí)分多址技術(shù)（TDMA）——基本原理輪流發(fā)言！每載頻多路。TDMA系統(tǒng)能夠在每一載頻上產(chǎn)生多個(gè)時(shí)隙,而每個(gè)時(shí)隙都是一個(gè)信道,增加系統(tǒng)容量。傳輸速率高。每一載頻含有時(shí)隙多,

傳輸速率就高。TDMA系統(tǒng)的信道很容易重新配置以接納新技術(shù)2.時(shí)分多址技術(shù)（TDMA）——主要特點(diǎn)

第二代移動(dòng)通信GSM、第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)TD-SCDMA、第四代移動(dòng)通信技術(shù)LTE都使用了TDMA技術(shù)2.時(shí)分多址技術(shù)（TDMA）——應(yīng)用舉例2.時(shí)分多址技術(shù)（TDMA）——應(yīng)用舉例

GSM系統(tǒng)采用的是FDMA（頻分多址）和TDMA（時(shí)分多址）的混合多址技術(shù)，具有較高的頻率利用率。每個(gè)載頻上按時(shí)間劃分為8個(gè)時(shí)間段。每一個(gè)時(shí)間段稱為一個(gè)時(shí)隙（TimeSlot）。時(shí)間頻率CDMA碼各用戶使用不同的正交代碼序列1.基于擴(kuò)頻技術(shù)3.碼分多址技術(shù)（CDMA）——基本原理充耳不聞！2.碼的正交性。1.擴(kuò)頻技術(shù):將需傳送的具有一定信號(hào)帶寬信息數(shù)據(jù)，用一個(gè)帶寬遠(yuǎn)大于信號(hào)帶寬的高速偽隨機(jī)碼進(jìn)行調(diào)制，使原數(shù)據(jù)信號(hào)的帶寬被擴(kuò)展，再經(jīng)載波調(diào)制并發(fā)送出去。接收端使用完全相同的偽隨機(jī)碼，與接收的帶寬信號(hào)作相關(guān)處理，把寬帶信號(hào)換成原信息數(shù)據(jù)的窄帶信號(hào)即解擴(kuò)，以實(shí)現(xiàn)信息通信。3.碼分多址技術(shù)（CDMA）——基本原理用戶數(shù)據(jù)＝-1+1-1-1+1-1擴(kuò)頻碼＝+1-1-1+1-1+1+1-1擴(kuò)頻信號(hào)＝用戶數(shù)據(jù)×擴(kuò)頻碼解擴(kuò)數(shù)據(jù)＝接收擴(kuò)頻信號(hào)×擴(kuò)頻碼＋1－1＋1－1＋1－1＋1－1＋1－1解擴(kuò)擴(kuò)頻3.碼分多址技術(shù)（CDMA）——基本原理擴(kuò)頻與解擴(kuò)示意3.碼分多址技術(shù)（CDMA）——基本原理擴(kuò)頻的優(yōu)點(diǎn)：1）隱蔽性好，對(duì)各種窄帶通信系統(tǒng)的干擾很小；2）頻譜利用率高，易于重復(fù)使用頻率，是解決頻率資源緊張的一把金鑰匙；3）抗干擾性強(qiáng)，誤碼率低；4）易于實(shí)現(xiàn)碼分多址；5）易于數(shù)字化，能夠開展多種通信業(yè)務(wù)。3.碼分多址技術(shù)（CDMA）——基本原理。2.基于碼的正交性：各發(fā)送端用各不相同、相互（準(zhǔn)）正交的地址碼調(diào)制其所發(fā)送的信號(hào)，在接收端利用碼型的（準(zhǔn)）正交性，通過地址識(shí)別（相關(guān)檢測(cè)）從混合信號(hào)中選出相應(yīng)的信號(hào)。3.碼分多址技術(shù)（CDMA）——基本原理S1xC1S2XC2WS1S2擴(kuò)頻解擴(kuò)(S1xC1)+(S2xC2)空中接口[S1xC1+S2xC2]xC2=S2[S1xC1+S2xC2]xC1=S1NSC1與C2正交：C1xC2=03.碼分多址技術(shù)（CDMA）——基本原理3.碼分多址技術(shù)（CDMA）——主要特點(diǎn)系統(tǒng)容量大抗干擾性好保密安全性高系統(tǒng)容量配置靈活通信質(zhì)量更佳頻率規(guī)劃簡單3.碼分多址技術(shù)（CDMA）——應(yīng)用舉例第二代移動(dòng)通信系統(tǒng)中的CDMAIS-95、第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)的三大標(biāo)準(zhǔn)TD-SCDMA、CDMA2000、WCDMA都以碼分多址技術(shù)為核心。各用戶使用不同的空間在相同時(shí)隙，相同頻段，相同地址碼情況下，根據(jù)信號(hào)在空間內(nèi)傳播路徑不同來區(qū)分不同的用戶。其核心技術(shù)是利用智能天線，實(shí)現(xiàn)波束賦形，減小用戶之間干擾4.空分多址技術(shù)（SDMA）——基本原理我的地盤我做主！。4.空分多址技術(shù)（SDMA）——應(yīng)用舉例第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)TD-SCDMA、第四代移動(dòng)通信系統(tǒng)LTE均使用空分多址。Talk普通基站使用智能天線：能量僅指向小區(qū)內(nèi)處于激活狀態(tài)的移動(dòng)終端正在通信的移動(dòng)終端在整個(gè)小區(qū)內(nèi)處于受跟蹤狀態(tài)不使用智能天線：能量分布于整個(gè)小區(qū)內(nèi)所有小區(qū)內(nèi)的移動(dòng)終端均相互干擾，此干擾是CDMA容量限制的主要原因智能天線4.空分多址技術(shù)（SDMA）——主要特點(diǎn)可以形成多個(gè)窄波束能夠自適應(yīng)調(diào)整波束降低系統(tǒng)干擾提高系統(tǒng)容量提高基站接收靈敏度5.正交頻分多址技術(shù)（OFDMA）——基本原理LTE下行鏈路采用正交頻分多址(OFDMA)技術(shù)。LTE上行鏈路采用單載波頻分多址(SC-FDMA)技術(shù)，避免OFDM調(diào)制中因高PARA(峰均比)帶來的對(duì)功放的線性化要求。OFDM與SC-FDMA的頻譜結(jié)構(gòu)5.正交頻分多址技術(shù)（OFDMA）——應(yīng)用舉例單元小結(jié)1.重點(diǎn)講述了多址技術(shù)的基本思想；2.簡答介紹了各多址技術(shù)的特點(diǎn)；3.針對(duì)商用移動(dòng)通信系統(tǒng)，進(jìn)行了應(yīng)用舉例。課后作業(yè)1.解釋什么是FDMA、TDMA、CDMA、SDMA、OFDMA。2.觀察下圖，是哪個(gè)移動(dòng)通信系統(tǒng)的物理層結(jié)構(gòu)？結(jié)合圖分析該系統(tǒng)采用了哪些多址技術(shù)？為什么？查閱資料，進(jìn)一步補(bǔ)充闡述該系統(tǒng)所采用的多址技術(shù)。

Frequency

Time

Power

density

(CDMA

codes)

1.6MHz

0

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