多址技术讲稿.docx

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1、7多址技术现代通信新技术，陈显治第8章7・1引言传输技术中很重要的一点是有效性问题，也就是如何充分利用信道的问题。信道可以是有形的线路，也可以是无形的空间。充分利用信道就是要同时传送多个信号。在两点Z间的信道同时传送互不干扰的多个信号是信道的“复用”问题，在多点Z间实现相互间不干扰的多边通信称为多元连接或“多址通信”。它们有共同的理论基础，就是信号分割理论，赋予各个信号不同的特征，也就是打上不同的“地址”，然后根据各个信号特征Z间的差异来区分，按“地址”分发，实现互不干扰的通信。在多点Z间实现双边通信和“点到点”的通信在技术上有所不同。

2、着社会的发展和技术的进步，通信已由点到点通信发展到多边通信和网络通信，多元连接或多址通信技术也由此迅速发展。信号分割有两方面的要求：一是在采用各种手段（如调制、编码、变换等）赋予各个信号不冋的特征时，要能忠实地还原各个原始信号，即这些手段应当是可逆的；二是耍能分得清，要能有效地分割各个信号。所谓“有效”，就是在分割时，各个信号之间互不干扰，这就要求赋予特征回合的各个信号相互正交。若两个信号fl（x）和f2（X）满足下面的关系式,称fl（X）和f2（X）在（Xj,X2）区间正交：(7-1)若一组信号的口相关为1,互相关为0,则称这一组信号

3、为正交信号组，或称为正交信号集合。回正交信号组表示如下：I2/•人（工）肛=1=wf2fSx）•人Gr）cLr=0,/iHm乙（7-2）复用或多址技术的关键是设计具有正交性的信号集合，使各信号相互无关，能分得“清：在实际T作屮，耍做到完全正交和不相关是比较困难的，一般采用准正交，即互相关很小，允许各信号Z间存在一定干扰，设法将干扰控制在允许范围内。如所周知，常用的复用方式有频分复用（FDM）、时分复用（TDM）和码分复用（CDM）等。多址接人的方式有频分多址（FDMA）、时分多址（TDMA）和码分多址（CDMA）等，还有利用不同地域区分

4、用户的空分方式（SDM及SDMA）,利用正交极化区分的极化方式等。后两者往往不单独使用，和前三者结合运用。在数据通信中还有多种多址接人方式，它们按通信协议操作，概念与上述儿类不同。频分或空分多址中有采用模拟体制的，也有采用数字体制的，时分和码协多址都是数字体制的。今后的发展方向是数字体制，即基带信号是数字信号或数字化的模拟信号，射频系统釆用数字调制。各种多址方式各有特点，各有其适用场合，它们的优缺点与系统有关，也与它们运用时的条件有关。本章将首先介绍各种多址方式的基本概念及一般特点，然后通过一些典型通信系统分析多址技术的运用，进一步理解

5、各种多址方式的优缺点、适用场合和运用条件，将介绍通信系统与多址方式有关的一些问题。由丁蜂窝移动通信系统是新型的通信系统，有一定的特殊性，本章将在研究蜂窝系统的多址方式以前讨论蜂窝通信的技术特点。7.2几种多址方式的特点在网络或多点通信中，多址方式是系统的一个重耍方而，本节将介绍其定义和基本概念。各种多址方式的优缺点离不开系统和它们的运用条件，以下各节将分别讨论。7.2.1频分多址一FDMA方式FDMA是使用较早也是现在使用较多的一种多址接人方式，它广泛应用在卫星通信、移动通信、一点多址微波通信系统中。它把传输频带划分为若干个较窄的且互不

6、重叠的子频带,每个用户分配到一个固定子频带，按频带区分用户。信号调制到该子频带内，各用户信号同时传送，接收时分别按频带提取，从而实现多址通信，如图7-1的三维图所示。在采用理想滤波分割各用户信号时，满足式7-3所示的正交分割条件。实际的滤波器总达不到理想条件,各信号间总存在一定的相关性，总有一定的干扰，各频带Z间必须留有一定的保护间隔以减少各频带Z间的串扰。FDMA有采用模拟调制的，也有采用数字调制的，也可以由一组模拟信号用频分复用方式(FDM/FDMA)或一组数字信号用时分复用方式占用一个较宽的频带(TDM/TDMA),调制到相应的子

7、频带后传送到同一地址。模拟信号数字化后占用带宽较大，若要缩小间隔，必须采用压缩编码技术和先进的数字调制技术。总的说来，FDMA技术比较成熟，应用也比较广泛。图7-1FDMA示意图*”(/)•=1,n=mA(7-3)J塔(/)•=0,nm7.2.2时分多址一TDMA方式TDMA是在给定频带的最高数据传送速率的条件下，把传递时间划分为若干时间间隙，即时隙，用户的收发各使用一个指定的时隙，以突发脉冲序列方式接收和发送信号。多个用户依序分别占用时隙，在一个宽带的无线载波上以较高速率传递信息数据，接收并解调后，各用户分别提取相应时隙的信息，按时间

8、区分用户，从而实现多址通信。总的码元速率是各路Z和，还有一些位同步、帧同步等额外开销。图7-2所示为一帧8个时隙的图例。图7-3所示为TDMA的三维图，式(7-4)给出了时域正交的表示式。各用户在同一频带中