概述
目录
一、频分多址(FDMA)
1.1 FDMA干扰
1.1.1 互调干扰
1.1.2 邻道干扰
1.1.3 同频干扰
二、时分多址(TDMA)
三、码分多址(CDMA)
3.1 CDMA干扰
3.1.1 多址干扰
3.1.2 远近效应
3.2 比较
四、空分多址(SDMA)
多址技术是指把处于不同地点的多个用户接入一个公共传输媒质,实现各用户之间通信的技术。多址技术多用于无线通信。多址技术又称为“多址连接”技术。
多址技术分为频分多址(FDMA)、时分多址(TDMA)、码分多址(CDMA)、空分多址(SDMA)。频分多址是以不同的频率信道实现通信。时分多址是以不同时隙实现通信。码分多址是以不同的代码序列来实现通信的。空分多址是以不同方位信息实现多址通信的。目前,人们对正交变扩频因子码(OVSF)进行了广泛研究,希望彻底解决其生成方法、可用数目和复用等问题;同时对CDMA/PRMA多址协议也给予了极大关注被视作传统分组预约多址(PRMA)初议的扩展。3G系统中多址技术包括CDMA系统中地址码和各种多址协议两方面研究,对扩频码的选择也就变得很重要。
一、频分多址(FDMA)
频分多址的基本原理是:如果每路信号以不同的频率载波进行调制,而且各个载波频率是完全独立的,即各个信道所占用的频带不相互重叠,相邻两个频带之间要加一定的保护带宽,那么每个信道就能独立地传输一路信号。
频分多址的主要特点是,信号被划分成若干通道(频道,波段),每个通道互不重叠,独立进行数据传递。每个载波信号形成一个不重叠、相互隔离(不连续)的频带。接收端通过带通滤波器来分离信号。频分多路复用在无线电广播和电视领域中的应用较多。ADSL也是一个典型的频分多路复用。ADSL用频分多路复用的方法,在PSTN使用双绞线上划分出三个频段:0~4kHz用来传送传统的语音信号;20~50kHz用来传送计算机上载的数据信息;150~500kHz或140~1100kHz用来传送从服务器上下载的数据信息。
一般在频分双工通信当中,接收频率和发送频率是不同的,这样就可以有效区分接收频率和发送频率,实现双工通信。
对于频分复用技术,主要应用模拟通信当中,信道容量比较小,信道的相对带宽也比较窄,通常为窄带系统。
1.1 FDMA干扰
1.1.1 互调干扰
互调干扰是指系统内由于非线性器件产生的各种组合频率成分落入本频道接收机通带内造成对有用信号的干扰。当干扰的强度(功率)足够大时,将对有用信号造成伤害。
克服互调干扰的办法,除减少互调干扰的条件,即尽可能提高系统的线性程度,减少发射机互调和接收机互调外,主要是先用无互调的频率集。
1.1.2 邻道干扰
邻道干扰是指邻波道信号中存在的寄生辐射落入本频道接收机带通内造成对有用信号的干扰,当邻道干扰功率足够大时,将对有用信号造成损害。
克服邻道干扰的方法,出严格按照收发信机的技术指标,机规定发射机寄生辐射的接收机中频选择性外,主要是采用加大频道间的保护带宽。
1.1.3 同频干扰
个人在学习同频干扰时,将同频干扰分为两类,一类是类似主从机这种模式,多个从机上报数据,造成同频干扰,可以错开时间差来与主机通信。另外一类是类似敌我关系的故意干扰,此时可以采用不同的极化方式,或者采用跳频技术,来避免干扰。
1.2 优缺点
1、优点:技术成熟,设备简单,成本低。不需要精确的始终同步。
2、缺点:需要给每个用户分配不同频率的载波,频带利用率低,容量小,越区切换比较复杂,容易产生掉话,基站设备庞大,功率损耗大。
二、时分多址(TDMA)
时分多址是在一个宽带的无线载波上,把时间分成周期性的帧,每一帧再分割成若干个时隙,每一个时隙就是一个信道,分配给一个用户。某移动台在指定的时隙向基站发送信息,基站也同样在另一指定的时隙发送信息给该移动台。因此时分复用是采用存储-突发方式发送信息其必定对于数字技术。
不同通信系统的帧长度和帧结构是不一样的,典型的帧长度在几十毫秒之间,例如:GSM(全球移动通信)系统的帧长度为4.6ms(8个时隙),DECT(由欧洲标准化协会(ETSI)制定的第二代数字无绳电话技术)系统的帧长度为10ms(每帧24个时隙)。
在中国,采用32个时隙,30路信号。
PCM30/32制式,共由32路组成,其中30路用来传递用户信息,2路用作同步和信令。
2.1 优缺点
1、优点: 抗干扰能力强,频带利用高,系统容量大。基站复杂度降低,互调干扰小;越区切换简单。
2、时分多址技术的关键在于始终同步,要求非常精确的始终同步。
三、码分多址(CDMA)
使用不同的地址码来区分不同的信号,每个用户分配各自特定的地址码,利用公共信道来传输信息。地址具有准正交性,接收端唯有使用完全一致的地址码才能解调信号。无论从频域还是从时域看,各用户的信号都是混杂在一起的。
3.1 缺点
3.1.1 多址干扰
多址干扰:CDMA系统是一个干扰限制性系统,CDMA网中不同的用户之间是准正交的,即扩频码集之间具有非零互相关性,因此各用户之间存在着干扰,这种干扰叫多址干扰。
FDMA与TDMA蜂窝系统的共道干扰和CDMA蜂窝系统的多址干扰都是系统本身存在的内部干扰。因此地址码的设计直接影响CDMA系统的性能,为了提高抗干扰能力,地址码要用伪随机码。
3.1.2 远近效应
强信号对弱信号有着明显的抑制作用,会使得弱型号的接收性能很差甚至无法通信。由于CDMA系统中的用于共享同一传输频道:调整个用于的发送功率,使得所以有用户到达基站的电平都相等,改电平只需刚好满足信道比要求即可。
更为相位的远近效应请参考:CDMA的远近效应与功率控制。
3.2 优点
与FDMA和TDMA相比,CDMA具有很多独特的优点,其中一部分是扩频通信所具有的,另一部分则是由软切换和功率控制等技术所带来的。
- CDMA系统的很多用户共享同一频率。
- 通信容量大。
- 软容量大。
CDMA软容量的概念:CDMA技术从理论上来讲可以容纳无线个用户,只不过,随着用户数量的增加,它的通信的质量会下降,但是它永远都不会堵塞。
FDMA和TDMA是硬容量,最大容量是固定的。
4. 由于信号被扩展在一个较宽的频谱上,所以可减少多径衰落。
5. CDMA系统信道数据速率很高,采用分集接收最大比合并技术,可获得最佳的多径衰落效果。
接收机+REAK技术:利用信号处理方法来按照时间接收不同衰落的信号(类似于时间分集)——最大比值合并技术。
6. 低信号功率谱密度。
四、空分多址(SDMA)
空分多址就是通过空间的分割区分不同的用户。在移动通信中,能实现孔家分割的基本技术就是自适应阵列天线,在不同的用户方向上形成不同的波束。不同的波束可采用相同的频率和相同的多址方式,也可采用不同的频率和不同的多址方式,在极限情况下,自适应阵列天线具有极小的波束和无限快的跟踪速度,提供本小区内不受其他用户干扰的唯一信道。从而实现最佳的SDMA。尽管上述理想情况需要无限多个阵元,是不可实现的,但采用适当数目的阵元,也可以获得较大系统增益。
最后
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