移动通信第3章_移动通信系统的基本处理技术(多址技术和信源编码)

移动通信系统

第三章 移动通信系统的 基本处理技术

2014年3月6日星期四

重庆大学 Chongqing University

第三章 移动通信系统的基本处理技术

主要内容：3.1 多址技术 3.2 信源编码与数据压缩

2014年3月6日星期四

重庆大学 Chongqing University

3.1 多址技术在移动通信中两个最核心的问题是如何克服信 道与用户带来的两重动态特性。上一章着重分析了 信道的动态性，这一章将讨论用户动态性及其带来 的一系列问题。 移动通信与固定式有线通信的最大差异在于固 定通信是静态的，而移动通信是动态的。为了满足 多个移动用户同时进行通信，必须解决以下两个问 题，首先是动态寻址，其次是对多个地址的动态划 分与识别。这就是所谓多址技术，在多址技术中重 点研究的是利用扩频技术来实现码分多址CDMA。重庆大学 Chongqing University3

2014年3月6日星期四

3.1 多址技术多址技术的基本概念所谓多址技术就是使多个用户接入并共享同一个无线通 信信道, 以提高频谱利用率的技术。即把同一个无线信道按 照时间、频率等进行分割, 使不同的用户都能够在不同的分 割段中使用这一信道, 而又不会明显地感觉到他人的存在, 就好像自己在专用这一信道一样。 占用不同的分割段就像 是拥有了不同的地址, 使用同一信道的多个用户就拥有了多 个不同的地址。这就是多址技术, 亦称多址接入技术。 在蜂窝移动通信系统中, 多个移动用户要同时通过一个 基站和其他移动用户进行通信, 就必须对基站和不同的移动 用户发出的信号赋予不同的特征, 使基站能从众多移动用户 的信号中区分出是哪一个移动用户发来的信号, 同时各个移 动用户又能够识别出基站发出的信号中哪个是发给自己的。2014年3月6日星期四

重庆大学 Chongqing University

3.1 多址技术 3.1.1 多址接入基本原理多址划分从原理上看与固定通信中的信 号多路复用是一样的，实质上都属于信号的 正交划分与设计技术。不同点是多路复用的 目的是区别多个通路，通常是在基带和中频 上实现，而多址划分是区分不同的用户地址， 通常需要利用射频频段辐射的电磁波来寻找 动态的用户地址，同时为了实现多址信号之 间互不干扰，信号之间必须满足正交特性。重庆大学 Chongqing University5

2014年3月6日星期四

3.1 多址技术 FDMA: 称为频分多址，即每个用户占用一个频道其原理图 如下： 理论上划分： Δ Fn Δ F1 Δ F2f

实际上的划分：

Δ FΔ 1 Δ FΔ 2 Δ F1 Δ F2

Δ Fn

Δ FΔ n

f

图. 频分多址原理图 在移动通信中最典型的频分多址方式有：北美： 800MHz的 AMPS体制；欧洲与我国：900MHz的TACS体制。

2014年3月6日星期四

重庆大学 Chongqing University

3.1 多址技术 TDMA:当时，称为时分多址TDMA,其原理图如下： 从理论上划分：Δ T1 Δ T2 Δ Tnt

Δ TΔ 1 Δ TΔ 2

实际上划分：Δ T1 Δ T2

Δ TΔ nt

Δ Tn

图. 时分多址原理图 在移动通信中最典型的时分多址方式有：北美：D-AMPS; 欧洲与我国：GSM-900、DCS-1800;日本：PDC。

2014年3月6日星期四

重庆大学 Chongqing University

3.1 多址技术 CDMA:当时, 称为时分多址CDMA,它有两种主要形式： 直扩码分DS-CDMA:多用于商用系统，其原理图如下：f F

t T 直扩码分原理图 CDMA与FDMA、TDMA划分形式不一样，FDMA与 TDMA属于一维(频域或时域)划分，CDMA则属于二维(时、 频域)划分。CDMA中所有用户占有同一时隙、同一频段， 区分用户的特征是用户地址码的相关特性。 FDMA、TDMA的地址划分是基于简单的非此即彼、非共 享型，即两个以上用户不可能同时占有同一频段(或时隙), CDMA的地址划分是基于特征，是相容的，即两个以上用 户可以同时占有同一频段、同一时隙，是共享型的，其条 件是只要它们具有可分离的各自特征(码的相关特性)即可。

2014年3月6日星期四

重庆大学 Chongqing University

3.1 多址技术

在移动通信中最典型的码分多址方式 有：第二代的窄带CDMA系统：IS-95 体制；第三代的CDMA2000体制；第 三代的WCDMA体制。

2014年3月6日星期四

重庆大学 Chongqing University

3.1 多址技术 SDMA: 当时, 称它为空分多址SDMA,其原理图如下：

图3.6 空分多址原理图 空分地址的实现是利用无线的方向性波束，将服务区 (小区内)划分为不同的子空间进行空间正交隔离。移 动通信中的扇区天线可以看作是SDMA的一种基本实 现方式。智能式自适应天线是将来移动通信中准备采 用的一项新的关键技术，是典型的空分方式。

2014年3月6日星期四

重庆大学 Chongqing University

3.1 多址技术 除了上述基于物理层的时分、频分、码分与空分多 址接入方式以外，还有一种基于网络层的网络协议 的分组无线电(PR)ALOHA随机多址接入协议方式。 ALOHA多址接入不同于前面介绍的时分、频分与 码分的多址接入方式，它实际上是一种自由竞争式 的随机接入方式，是以网络协议的形式来实现的。 ALOHA原本是夏威夷俚语，用于对人到达或离开 时致意的问候语。1968年夏威夷大学将解决夏威夷 群岛之间数据通信的一项研究计划命名为 ALOHA。

2014年3月6日星期四

重庆大学 Chongqing University

3.1 多址技术3.1.2 移动通信中的典型多址接入方式 1. FDMA 第一代移动通信是模拟式移动通信，都采用频分多址 FDMA方式，最典型的

有北美的AMPS和欧洲及我国的 TACS体制。下面以TACS为例讨论FDMA方式：上行(移动台至基站) 45MHz 890MHz 控制信道 25KHz 1000 1 2 1 2 915MHz 下行(基站至移动台) 935MHz 控制信道 25KHz 1000 960MHz

TACS多址划分2014年3月6日星期四

重庆大学 Chongqing University

3.1 多址技术 TACS的总可用频段：(与GSM频段相同)上行： 890~915MHz,占用25MHz;下行：935~960MHz,占用 25MHz。TACS采用频率双向双工FDD 方式。收/发频段 间距为45MHz,以防止发送的强信号对接收的弱信号的 影响。每个话音信道占用25KHz频带，采用窄带调频方式。 TACS系统可以支持的信道数为：

N

BS 2 B保护 BC

25 106 2 10 103 1000 3 25 10

BS 为TACS的可用频段带宽，BC 为信道(话音)带宽。 其中，

2014年3月6日星期四

重庆大学 Chongqing University

3.1 多址技术FDMA的主要特点： 比较简单、容易实现，适用于模拟和数字 是以频率复用为基础的蜂窝结构，以频带划分各种小区 需要周密的频率规划，是一个频道受限和干扰受限系统 以频道分离用户地址，每一频道传输一个模拟/数字话路 对功控要求不严，硬件设备取决于频率规划和频道设臵 基站是多部不同载波频率发射机同时工作 不宜在大容量的系统中使用

2014年3月6日星期四

重庆大学 Chongqing University

3.1 多址技术 互调干扰 – 概念：指系统内由于非线性器件(功率放大器)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。 – 解决办法：减小产生互调干扰的条件，尽可能提高系 统的线性程度，并选用无互调的频率集(频率规划) 邻信道干扰 – 概念：指相邻信道信号中存在的寄生辐射落入本频道 带内造成对有用信号的干扰 – 原因：带外抑制不够， …… 此处隐藏：2246字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……