1、共52頁，1，移動通信的原理和應用，第7章移動通信的多連接技術，共52頁，2，主要內(nèi)容，概述FDMA方法TDMA方法CDMA方法SDMA方法系統(tǒng)容量練習，共52頁，第3頁，重點和難點，多址連接基本概念和多址FDMA技術的原理和系統(tǒng)了解TDMA技術的原理和系統(tǒng)特性，熟悉TDMA的框架結構，了解TDMA系統(tǒng)的同步和計時。掌握CDMA技術的原理和系統(tǒng)特征，熟悉正交沃爾什函數(shù)、M序列、金牌序列。了解空分多連接(SDMA)技術的原理。了解系統(tǒng)容量的定義，熟悉FDMA、TDMA和CDMA系統(tǒng)容量的分析和比較。共52頁，第4頁，問題說明：在移動通信系統(tǒng)中，基站的多路復用和移動臺單操作形成了移動通信的主要特征

2、。1)基站以什么樣的信號傳輸方式發(fā)送信號，以便每個移動臺能夠識別發(fā)送到移動臺的信號？(下圖)基站如何識別來自每個移動臺的信號？(上圖)移動臺之間，或移動臺與市話用戶之間，通過基站同時設置自己的通道(多址連接)的7.1概述，共52頁，5，7.1概述，多址概念：通過通道區(qū)分通信對象，一個通道只與一個用戶通話，另一個用戶同時通話，多址訪問：如何在用戶之間建立無線通道連接共52頁，6，7.1概述，多址訪問的數(shù)學基礎s(c，f，t)=c(t)s(f，T)正交分割原理C1 (T)，C2 (T)，TDMA，編碼函數(shù)，共52頁，7，7.1概述，基本概念多址訪問和通道分類頻率分區(qū)多址(FDMA)，通道分區(qū)，頻帶

3、獨占，時間孔劉時間孔劉多址(TDMA)，插槽分區(qū)，插槽獨占，頻率孔劉代碼分區(qū)8，要用雙機分離上下信號。時分雙工-TDD:上下流量徐璐在其他時間插槽中交替?zhèn)鬏?。雙設備很簡單。一個方向的信號傳輸可以用于另一個方向的信道測量。上行鏈路和下行鏈路之間的帶寬分配很靈活。需要同步，需要考慮無線交換的發(fā)送和接收時間。必須保護時隙，以免上下時隙重疊。額外延遲和緩沖開銷發(fā)生代碼拆分使用雙-CDD:正交和半正交代碼分離上行鏈路。半正交碼不能克服“近遠效應”。正交碼的正交性在多徑信道上惡化。未被任何現(xiàn)有系統(tǒng)采用。共52頁，11，7.2分頻多連接方法，7.2.1系統(tǒng)原理分頻多連接多訪問-FDMA :通道分段，頻帶獨占

4、，時間孔劉FDMA系統(tǒng)的頻譜管理FDD，F(xiàn)DD.、7.2分頻多址方法、7.2.2 FDMA系統(tǒng)的干擾問題相互干擾非線性效果線性性、頻率計劃相鄰干擾寄生輻射通道間隔等通道干擾同頻細胞結構、共52頁、16，7.2分頻多址方法、7.2.3 FDMA系統(tǒng)的特征1.1單載波2.信號連續(xù)傳輸：分配好消息后，基站和移動臺同時持續(xù)收發(fā)。3.需要縝密的頻率計劃。通道有限，干擾有限的系統(tǒng)。4.實現(xiàn)簡單，不需要適應平衡?；拘枰鄠€收發(fā)信道設備，交叉區(qū)域切換很復雜。6.頻率利用率低，容量小。共52頁，17，7.3小時多址，7.3.1小時多址系統(tǒng)原理(time division multiple access-tdm

5、a)3360插槽分割，插槽單獨，頻率孔劉，共52頁，共52頁，19，7.3在徐璐其他傳播延遲的情況下，為了防止每個移動臺到達基站的信號重疊，通常在上游插槽內(nèi)必須有保護間隔，在牙齒間隔內(nèi)不發(fā)送信號?；景错樞虬才旁陬A定的時間插槽向每個移動臺發(fā)送信息。共52頁，20，7.3小時多址，7.3.2 TDMA的幀結構，保護間隔，共52頁，21，7.3小時多址，TDMA/TDD:1幀GSM手機沒有雙面打印器。GSM系統(tǒng)上游傳輸中使用的幀數(shù)和下游傳輸中使用的幀數(shù)相同，但是上游幀相對于下游幀在時間上推遲了三個時隙，從而允許移動臺在牙齒三個時隙的時間內(nèi)對幀調整和收發(fā)器進行曹征和轉換。共52頁，24，7.3小時多

6、址，7.3.3 TDMA系統(tǒng)的同步和定時位同步對每個時隙調整接收機所需的方法(1)將專用信道傳輸(2)插入業(yè)務通道對傳輸幀同步每個幀禁用重用/重用所需的方法：在每個幀之前設置同步代碼同步代碼的要求：傳輸效率(短代碼) 基于25頁時間的主從同步(包括手機在內(nèi)的所有設備)獨立時鐘同步(基站或大型設備)，共52頁，26，7.3小時多址，7.3.4 TDMA系統(tǒng)的特性突發(fā)傳輸速率高的語音編碼速率，NR bit/S； 發(fā)射信號速率隨著N牙齒的增加而提高，需要自適應平衡。不需要雙設備。降低基站的復雜性，只需要一個收發(fā)器。頻率利用率、容量大月球切換很簡單。共52頁，27，7.4碼分段多址，7.4.1系統(tǒng)原理

7、代碼分段多址(code division multiple access-CDMA)3360碼分段，插槽共52頁，30，7.4碼分段多址，7.4.2正交月時函數(shù)如果不同步，則Walsh代碼的自相關特性和互相關特性不好。沃爾什碼序列的功率頻譜分布徐璐不均勻。因此，擴散頻譜操作不能單獨執(zhí)行。通常，Walsh代碼和Gold序列的組合是共52頁、34，7.4碼分段多址、7.4.3 m序列醫(yī)生隨機代碼：生成M序列是最長線性移動寄存器序列的縮寫。m序列是多級移位寄存器或其他延遲元素通過線性反饋生成的最長代碼序列。在二進制移位寄存器生成器中，如果是N牙齒系列，則可以生成的最大長度的代碼序列為2n-1位。共5

8、2頁，35，7.4碼分段多址，7.4.3 m序列醫(yī)生隨機代碼：生成電路，共52頁，36，7.4碼分段多址，7.4.3 m序列醫(yī)生隨機代碼：特性是M序列之一，通常從M序列長到k(1 k n 2)在m序列生成器中，移位寄存器的每個狀態(tài)中，除了整個0以外，其他狀態(tài)在一個周期中只能發(fā)生一次。，共52頁，37，7.4碼分段多址，7.4.3 m序列醫(yī)生隨機碼：自相關和互相關M序列的自相關函數(shù)不是可以在下面的計算(p=2n 1)3360M序列生成器(P=2n 1)中生成M序列的制表符組合。摘要：M序列的自相關性好，但互相關性不好，多值。很少有好的M序列數(shù)。共52頁，38，7.4碼分段多連接，7.4.3 m序

9、列醫(yī)生隨機代碼：自相關互相關計算，AI=Ai bi=1001101，A=3，D=4如果有兩個M序列，互相關函數(shù)的絕對值是有邊界的，牙齒的M序列對稱為首選對。共52頁，40，7.4碼分段多連接，7.4.4金序列：發(fā)生電路，共52頁，41，7.4碼分段多連接，7.4.4金序列3360特性相關特性：優(yōu)秀的自相關峰值尖銳N有時為2n-1 2n-2，共52頁通信容量大。容量具有軟特性。CDMA是一種干擾限制系統(tǒng)，通過所有減少干擾的方法增加容量，降低QoS要求，可以增加容量，減少多路徑衰減。(頻率分集)平滑的軟切換和有效的宏分集低信號功率頻譜密度，共52頁，43，7.4碼多址，擴散頻譜通信具有強干擾抑制功

10、能，一般來說，擴散頻譜增益表示系統(tǒng)的抗干擾能力。Bw是擴散頻譜信號帶寬。Bs是信息帶寬。(C/N)o和(C/N)i是擴散頻譜解調器輸出和輸入載波噪聲功率比。共52頁，44，7.4碼分段多址，7.4.5 CDMA系統(tǒng)的主要問題是不同步用戶的擴散頻譜序列之間的非正交性導致的多址干擾。非零牙齒互相關系數(shù)導致用戶之間的相互干擾。對弱用戶信號的強用戶信號的明顯抑制解決方法是多用戶接收機功率控制分布式天線系統(tǒng)，共52頁，共45頁?？稍谔囟l帶提供的最大通道數(shù)或最大用戶數(shù)或系統(tǒng)流入流量的總和和通道的負載間隔、每個負載頻率的插槽數(shù)、頻率資源和頻率重用方法、基站設置方法相關無線容量M是用于測量無線系統(tǒng)頻譜效率的

11、參數(shù)載波干擾功率比C/I和帶寬Bc Bt m通道/小區(qū)BcN Bt系統(tǒng)的總頻譜。n群集大小，共52頁，46，7.6歲茄子多址系統(tǒng)容量比較(1)，F(xiàn)DMA多址系統(tǒng)容量：模擬TACS系統(tǒng)的總系統(tǒng)帶寬：1.25MHz；通道間距：25kHz通道總數(shù)：1.25 MHz/25 khz=50；群集中的單元數(shù)：N=7；系統(tǒng)容量：m=50/7=7.1通道/社區(qū)。共52頁，47，7.6歲茄子多址系統(tǒng)容量比較(2)，TDMA多址系統(tǒng)容量：數(shù)字GSM系統(tǒng)的總系統(tǒng)頻帶帶寬：1.25MHz通道間距：200kHz每個托架的插槽數(shù)：8；通道總數(shù)：1.25 MHz/200 khz * 8=50；群集中的單元數(shù)：N=4；系統(tǒng)容量

12、：m=50/4=12.5通道/社區(qū)。共52頁，48，7.6歲茄子多址系統(tǒng)容量比較(3)，CDMA多址系統(tǒng)容量：由于CDMA系統(tǒng)是干擾受限的系統(tǒng)，因此頻率重用因素可能為1，系統(tǒng)容量分析更復雜，因此簡單推導。CDMA的載波干擾比(C/I): N0是干擾(包括噪音)的功率頻譜密度。Eb是每比特的信號能量。Rb是信息的位速率。w是總頻帶寬度。、規(guī)范化的信噪比、系統(tǒng)的處理增益、共52頁、49，7.6歲茄子多址系統(tǒng)容量比較(4)、考慮單個單元、上行鏈路容量、理想的功率控制假設(即，通過控制上行鏈路中所有移動臺的發(fā)送功率，達到基站接收器的最大小區(qū)用戶數(shù)總計為52)；編解碼器速度：9.6kbit秒要求EB/n0: 7db : C/I=0.032系統(tǒng)容量：用戶/社區(qū)。共52頁，51，7.6歲茄子多址系統(tǒng)容量比較(6)，考慮CDMA系統(tǒng)中熱噪聲的影響，參見教材(7.17