多址技术和扩频通信简介.doc

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1、第三章多址技术和扩频通信部分移动通信的两个核心问题是如何克服信道和用户带来的两重动态特性，这两个问题是通过多址技术和扩频通信来解决的。3、1多址技术的基本概念移动通信用户要建立通信，首先线实现动态寻址，同时多个地址间要满足相互正交的特性，以避免地址间的相互干扰。一、多址技术的原理多址技术是利用信号的正交特性来实现的。在发送端：其中为第i个用户的信号；为第i个用户的正交参量。为第i个用户的保护区间。和满足正交性。在接收端可以利用正交识别器接收。二、典型的多址技术1、FDMA()典型应用：北美800MHz的AMPS；欧洲和我国的900MHz的TACS2、TDM

2、A()典型应用：北美的D-AMPS；欧洲和我国的GSM-900、DCS－1800；日本的PDC3、CDMA()有两种形式DS-CDMA和调频。典型应用：IS-95、CDMA2000、WCDMA。4、SDMA()典型应用：ALOHA三、FDMA以TACS为例讨论FDMA。TACS总可用频段：上行890MHz-915MHz；下行935MHz-960MHz。采用频率双向双工，收发间隔45MHz。每个语音占25KHz。支持信道数1000个。不同用户频点不同，需要采用不同收发设备。TACS频率配置为：信道号001：发射频率890.025MHz、接收频率935.025

3、MHz；信道号002：发射频率890.050MHz、接收频率935.050MHz；……信道编号23~43为控制信道，其余为语音信道。四、TDMA以GSM为例介绍TDMA。多用户公用一个载波，用户之间通过不同时隙来传送。频段同GSM，每个语音信道占200KHz，每个频点8个时隙。支持信道数为1000个。每载波8用户可以同用一套收发设备。五、CDMA以IS-95为例：每个基站共有64个信道，采用正交WALSH函数来划分。频段同TACS，每频段1.25MHz，可以提供频段数20，每频段可以提供512个基站数。3、2扩频通信的基本概念一、历史和现状扩频通信自50年

4、代中期美国军方开始研究，广泛应用于军事通信、电子对抗等各领域。直到80年代初才应用于民用通信领域。扩频通信的理论基础为香龙定理：其中C为信道容量（比特/秒）、N为噪声功率、W为带宽（赫兹）、S为信号功率。当信躁比很小时（小于0.1）得到：在无差错传输的信息速率C不变时，使用大的带宽W，只需小的S/N即可，可以用带宽换信躁比。二、扩频通信的框图信息调制扩频码产生器调制射频产生器扩频调制射频调制无线信道射频产生器扩频解调变频扩频码产生器调制信息解调三、扩频通信的主要指标1、处理增益：定义为频谱扩展前的信息带宽和扩展后的信息带宽之比。2、抗干扰容限：定义为扩频通

5、信系统在多大干扰环境下正常工作的能力。：抗干扰容限；：处理增益；：信息正确解调要求的最小信噪比；LS：接收系统的工作损耗。四、扩频的分类直接序列扩频（DS）；调频（FH）；跳时（TH）；混合扩频五、扩频的主要特点1、隐蔽性；（由于扩频信号的频谱扩散到很宽的频带内，功率谱密度也随之降低，难以检测）2、保密性；（扩频信号受特定伪随机序列控制，如果不按此伪随机序列的规律解扩，就不能恢复传送的信息）3、能抗其它电台干扰和多径干扰；可以用多个伪随机序列作为不同用户的地址码，可以公用一个频段来实现码分多址通信，用码分多址可能获得比其他多址方式更高的通信容量；4、缺点是

6、占用频段宽，同步困难。3、3扩频系统分析一、系统组成信息调制扩频码产生器调制射频产生器扩频调制射频调制无线信道射频产生器扩频解调变频扩频码产生器调制信息解调以BPSK为例，调制为：，式中：为载波频率，为初始相位。令p(t)的速率为RP（码片/秒）＝1/TP，TP为码片宽度，m(t)的速率为Rm（码片/秒）＝1/Tm，Tm为比特宽度，定义扩频因子为：L=RP/Rm=Tm/Tp。通常RP远大于Rm，故L远大于1。解调为：由于，则在忽略噪声n(t)的情况下，在通过滤波器后：。二、处理增益和抗干扰性扩频系统的处理增益定义为：，是扩频系统的解扩器的输入信噪比和的输出

7、信噪比。1、白噪声干扰设白噪声的功率谱密度为N0，则解扩器的输入信噪比为，解扩后变为了窄带信号，解扩器的输出信噪比为：，所以式中Bp和Bm为解扩前后的通频带，也是传输信息所需带宽。2、单频干扰和窄带干扰单频干扰解扩前为一条线谱，相关解扩后，被扩散成了宽度为Bp的功率谱。因此，落入滤波器的干扰噪声为原来的，因此处理增益为：当窄带干扰的频段远小于Bp时，结果同上。3、宽带干扰如不同用户产生的多址干扰。大于分析同白噪声。三、直接序列扩频的同步1、同步的定义：实现本地产生的PN码与接收到的信号中的PN码同步，即频率上相同，相位上一致。2、同步的内容载波同步，提供相

8、干载波；位同步，本地产生码序列和接收到的码序列时间上对齐；序列同步