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文档简介
第八章复用与多址技术
多路复用技术 FDM,TDM,OFDM
多址技术FDMA、TDMA和CDMA
8.1复用的基本原理复用是指把多路信号复合在一起进行传输的技术。在发送端将信号合在一起的过程叫作复接,在接收端把它们分开的过程称作分接。要求各路信号之间满足正交条件。信号正交的概念 我们就说在x的取值区间(x1,x2)上是正交的。对于n个信号互相正交的条件须满足相互两两正交。周期为T的信号的正交:码组正交
两个二进制数字序列(码组)、,若相关系数,则称其互为正交。包含多个码组的码组空间,若其中任意两码组间均满足互相正交关系,则称其为正交编码空间。 互相关系数
8.2频分复用
多路载波传输系统组群方案
分群等级
容量(路数)
带宽(KHz)
工作频段(KHz)
基群
超群
主群
超主群
12MHz
60MHz
12
60=5x12
300=5x60
900=3x300
2700=3x900
10800=12x900
48
240
1200
3600
10.8MHz
43.2MHz
60-108
312-552
812-2044
8516-12388
两级复接分接原理图
广播电视信号的复用
MHz0.751.256.58MHz1.254.433618750.750.75
图像载波(a)黑白电视(b)彩色电视(c)接收机中放通道滤波器MHz波分复用
1l光源2l光源nl光源M合波器分波器1l检测器2l检测器nl检测器Mch1ch2Ch2ChnChn(a)波分系统结构系统的光带宽度强谱光自发辐射噪声光信号波长
7654321lllllll(b)WDM系统的频谱分布Ch1
8.3OFDM(OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing)——正交频分复用技术
OFDM系统中,各子信道的载波信号满足相互正交的条件,因此已调信号的频谱可以相互重叠配置。
M个子载波的等效基带信号表示为
OFDM信号频谱图
其正交特性满足:
4个子载波的波形图
OFDM系统发送和接收的模型图
OFDM发送系统结构框图符号生成IDFT射频输出插入保护间隔加窗OFDM符号并/串变换串/并变换D/A转换插入导频OFDM接收系统结构框图A/D变换DFT同步和去保护间隔串/并变换并/串变换符号检测射频接收输出IDFT变换
DFT变换OFDM技术应用
OFDM技术的应用领域主要体现在以下几个方面。 一:高清晰度数字电视广播
OFDM在数字广播电视系统中首先获得应用,其中数字音频广播(DAB)标准是第一个正式使用OFDM的标准。 二:无线局域网欧洲的HiperLAN/2物理层,IEEE802.11a和IEEE802.11g标准,802.11n双频工作模式(包含2.4GHz和5.8GHz两个工作频段)均采用了OFDM。 三:宽带无线接入在宽带无线接入(BWA)IEEE802.16中得到应用。 四:下一代移动通信系统OFDM技术也将成为下一代蜂窝式移动通信网络的有力支撑。如MC-CDMA技术。同时在对4G的研究中,OFDM技术同其他先进技术,如MIMO技术的联合应用成为其中的关键技术内容。8.4时分复用多路PAM信号时分复用按位复用的TDM数字信号数字复接及码速调整
正码速调整原理
8.5准同步数字系列(PDH)
基于数字语音PCM信号的时分多路组群方案8.6同步数字系列(SDH)
SDH的传输速率与帧结构
STM-1帧结构
我国SDH的基本复用结构
SDH传输系统配置图
8.7多址技术的原理
频分多址
FDMA帧帧帧521
TTT521
TTT521
TTT1T1T1T5T2T时隙ABC基站移动台5T2T2Ta)由基站向移动台传输帧帧521
TTT
21TT521
TTT时隙基站CBA)1(T)5(T)2(Tb)由移动台向基站传输8-19TDMA移动通信系统工作原理图时分多址
TDMA码分多址CDMA
在码分多址系统中,所有用户信号均占用信道的全部带宽和时间。在频域和时域上,它们是互相叠加在一起的。接收机采用相关检测器将具有特定码型的用户信号解调出来,而其它不相关的信号则相当于“背景噪声”。理论基础:香农公式
8.8
扩频通信技术
直接序列扩频通信系统处理增益Gp
信码DS加扩解扩变化过程
干扰容限,用表示
8.9m序列
最长线性反馈移存器序列的简称
1、均衡性
2、游程特性
3、移位相加特性
4、自相关特性
m序列的自相关函数
m序列的构造——反馈的线性反馈移存器
递推方程母函数特征多项式本原多项式
1、为既约多项式;
2、为的一个因子,其中
3、当q<p时,不可能整除
当满足这些条件时,被称为本原多项式。按本原多项式构造的线性反馈移存器能产生出周期为p的m序列
例10-1
构造一个4级移存器的m序列
m序列的应用 m序列是伪随机序列中最重要的的一种,它具有良好的伪随机特性,并且产生方法简单,因而得到了广泛的应用。比如在CDMA移动通信系统IS-95中,选择长周期的m序列专用于频谱扩展,与Walsh正交码组共同完成码分多址接入的信道编码过程。除了在CDMA中的应用以外,m序列还有其他许多实际应用,如用于误码率测量中的随机信号源,仿真技术中的伪随机序列发生器,用于无线电信号测距,如习题中所描述的那样。此外m序列也可以用于数据加扰、保密通信等领域。
8.10群同步技术
起止式同步法 例如:
集中插入法巴克(Barker)码
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