多址接入技术

1、无线通信多址技术2063214石伟在无线通信环境中电波的目标区域内，如何建立用户间的无线信道的连接是多址接入的问题。 在移动通信中也称为多址接入问题。 解决多址问题的方法称为多址技术。如可从移动通信网的配置看出，大多数移动通信系统具有一个或一个以上基站和多个移动台。 因为基站必须与许多移动站同时通信，所以基站通常被复用和存在多个信道，但是每一个移动站仅用于一个用户，这是一种方法。 很多用户同时进行通话，在不同的信道上分隔，防止相互干扰，各用户信号在无线频率信道上复用，由此建立各自的信道，实现双边通信的连接。 多址方案属于移动通信网体制的范畴，与系统容量、小区结构、频谱和信道利用效率以及系统复杂

2、度有关移动通信系统中基站的多径操作和移动站的单径操作形成移动通信的一大特征。 在移动通信服务区域中，移动台之间或者移动台和市场用户之间通过基站(包含移动交换台和站间网络)同时建立各自的信道来实现多址。多址方案的数学基础是信号的正交分割原理。 无线电信号可以表现为时间、频率、代码型的函数，可以写成其中，c(t )是码型函数，s(f，t )是时间(t )和频率(f )的函数。当通过使用不同载波频率的传输信号来区分信道并建立多址时，称为频分多址方案(FDMA )。 当通过使得存在传输信号的时间不同来区分信道以建立多址时，称为时分多址方案(TDMA )的传输信号的编码型号不同来区分信道以建立多址时，称

3、为码分多址方案(CDMA )。以下图示分别表示n个信道的FDMA、TDMA和CDMA的示意图FDMA映像TDMA映像CDMA映像当前，用于移动通信的多址方案有频分多址(FDMA )、时分多址(TDMA )、码分多址(CDMA )及其混合应用方案。以下分别说明这些原理单频分多址为每个用户分配特定的信道，并且根据需要将这些信道分配给请求服务的用户。 在调用的整个过程中，其他用户无法共享此带宽。在FDD系统中，分配给用户的一个信道，即，一对频谱中的一个频谱用作前向信道，即从基站到移动站的信道，而另一个频谱用作反向信道，即从移动站到基站的信道。 这种通信系统中的基站必须同时占用两个信道(两个频谱)以实

4、现双工通信，因为在必须同时发送和接收多个不同频率的信号的任意两个移动用户之间进行通信时必须经过基站的中继。 在频率轴上，前向信道占据较高频带，反向信道占据较低频带，中间是保护频带。 在用户信道之间设置保护频率时隙Fg，防止信道之间由于系统的频率漂移而重叠。 在前向和反向信道的带宽分割是实现频分双工通信的请求所在的信道间隔(例如，(25kHz ) )是确保信道之间不重叠的条件。FDMA系统是基于频分信道的。 每个用户通过一对通道()进行通信。 如果其它信号分量进入一个用户接收机的信道频带，则会引起对有用信号的干扰。 对于蜂窝小区中的基站移动站系统，主要干扰包括互调干扰和相邻信道干扰。 在使用频率

5、集合的蜂窝系统中，还考虑同信道干扰。2时分多址接入在宽带无线载波上将时间划分成周期性帧，每个帧进一步划分成几个时隙(帧和时隙都不重叠)，每个时隙是通信信道并且分配给用户。系统使得每个移动站能够根据恒定时隙分配的原理来对在帧中指定的每个时隙向基站发送信号(突发信号)，并且基站能够在每个时隙中接收每个移动站的信号而不彼此干扰另外，从基站发送到各移动台的信号依次在规定的时隙中被传输，各移动台如果在指定的时隙内被接收，则可以通过合路的信号(TDM信号)来区别向其发送的信号(TDM信号)。 由此，TDMA系统发送的数据是高速缓存突发法，对于所有用户来说，发送是不连续的。 也就是说，数字数据和数据调制必须

6、与TDMA一起使用，而不是与使用模拟FM的FDMA系统一起使用。TDMA帧是TDMA系统的基本时隙单元，并且各用户的传输导致帧结构彼此重叠。 帧由时隙组成，每个帧由标题位、信息数据和尾部位组成。 在TDMA/TDD系统中，帧信息中的时隙的一半用于前向链路，另一半用于反向链路。 在TDMA/FDD系统中，有完全相同或相似的帧结构，是用于前向传输还是用于反向传输，但是前向链路和反向链路上使用的载频和时间不同。 TDMA/FDD系统在给定用户的前向时隙和反向时隙之间设置一些延迟时隙，使得用户单元不需要使用双工器。在TDMA帧中，报头比特可以使用保护时间来确保接收机在不同的时隙和帧之间的同步，在基站和

7、用户用来检查彼此的地址和同步信息。同步和定时是CDMA移动通信系统正常动作的前提。 由于通信双方只能在预定的时隙中传输和接收信号，所以必须在严格的帧同步、时隙同步和比特(比特)同步的条件下工作，当通信设备采用相干检测时，接收机也必须获得载波同步。3码分多址系统给每个用户分配特定的地址码，并使用公共信道传输信息。 CDMA系统的地址码为了区分地址而彼此具有准正交性，并且可能在频率、时间和空间上重叠。 系统的接收端需要一个完全匹配的本地地址代码来相关检测接收到的信号。 因为使用其它不同编码模式的信号与接收器本地生成的编码模式不同，所以不能解调。 这些的存在类似于在信道上引入噪声或干扰并且通常被称为

8、多址干扰。在CDMA蜂窝式通信系统中，基站还传送和控制用户之间的信息传达。 为了实现双工通信，前向传输和反向传输分别使用一个频率，所谓的频分双工。 无论是正向传输还是反向传输，不仅要传输业务信息，还要传输对应的控制信息。 为了传送不同的信息，需要设置对应的通道。 但是，CDMA通信系统既不知道信道也不知道时隙，用于传送任何信息的信道通过采用不同的编码方式来区别。 类似信道属于逻辑信道。 这些逻辑信道从频域或时域来看可能彼此重叠，或者它们占用相同的频带和时间。可以用正交沃尔什函数来实现CDMA数字蜂窝移动通信系统的各种信道的选择。 CDMA数字蜂窝移动通信系统中的移动用户的识别需要使用足以满足用

9、户地址容量的需要的周期的PN序列。 利用沃尔什函数的正交性，可以是码分多址的地址码。 沃尔什函数矩阵的递归关系可以用于获得6464个沃尔什矩阵。 这些序列被用作Qualcomm-CDMA数字蜂窝移动通信系统中前向码分信道并且被用作反向信道的编码调制。三种多址技术的特征比较FDMA系统的特点1 FDMA信道一次只能传输一个电话。2每个信道占据一个载波频率，并且与每个信道相应的每个载波仅支持一个电路连接。 因此，FDMA通常通过窄带系统实现。每三个信道只传输一条数字信号，信号率低，通常不大于25kb/s，大约低于多路径延迟扩展所规定的100 kb/s，从而不需要窄带FDMA系统中的自适应均衡。4基站系统庞大复杂，BS拥有多少频道，需要多少收发机？5 FDMA系统对每个载波使用带通滤波器的单个信道进行设置校正，以便获得指定的信道内的信号。6切换既复杂又困难。TDMA系统的特点1突发传输的速度高，远大于语音编码速度。 TDMA系统需要较高的同步开销。第二传输信号率随着n的增大而增高，当信号率达到100kb/s或更高时，符号间串扰增大，并且必须采用自适应均衡。3基站的复杂性降低。 n个时分信道共享一个载波，占用相同带宽，一个接收机就足够了。 互调干扰小。4抗干扰能力强，频率利用率高，系统容量大。5切换简单。 不需要在切换时中断信息的传送，传送数据也不会因切换而丢失。C