通信原理 第十三讲 信道复用技术.pdf

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1、无线通信技术信道复用内容提要¢概述¢频分多址（FDMA）¢时分多址（TDMA）¢码分多址（CDMA）¢空分多址（SDMA）1概述多址传输模型(1)¢共有N个地址，第k个地址发送的信号为：Nsk(t)=∑akjskj(t)j=1j≠k其中skj(t)为k→j的信号，akj=1或0sk(t)k多址信道rk(t)2多址传输模型(2)¢第k个地址接收的信号为：NNrk(t)=∑∑Likaijsij(t)+nk(t)i==11j其中Lik为i→k的传输系数，nk(t)为k的接收机噪声。¢说明：多址传输模型(3)¢要实现多址通信

2、，必需在k站分离出其它各站送给它的信号：M1k(•)s1k(t)rk(t)M(•)s2k(t)2kMNk(•)sNk(t)3多址传输模型(4)¢图中Mnk(•)是对r(t)进行某种运算的算符，在不考虑噪声的情况下：⎧s(t),i=n,j=k[]nkMnksij(t)=⎨⎩0,i≠n,j≠k¢多址传输的主要问题是选择合适的波形集sij(t)和相应的算符集Mnk(•)，以满足正交分割的要求。信号分割技术¢信号的分割ß正交¢FDMA¢TDMA¢SDMAß非正交¢CDMA4双工技术¢多址还要考虑双工方式ßFDD：收发频率分开

3、、接收和发送通过滤波器来完成；ß特点：合理安排频率；ßTDD：收发共用一个频率、接收和发送通过开关来完成；ß特点：收发存在时间间隔。各种系统¢双工方式和多址方式要统一考虑；¢主要多址方式：FDMA、TDMA、CDMA；¢窄带系统采用方式：ßFDMA/FDD、TDMA/FDD、TDMA/TDD；¢宽带系统采用方式：ßTDMA、CDMA/FDD、TDD；¢空分多址（SDMA）是一种辅助方式。5各种系统（续）蜂窝移动通信系统多址技术高级移动电话系统（AMPS）FDMA/FDD全球移动通信系统（GSM）TDMA/FDD美国数

4、字蜂窝（USDC）TDMA/FDD日本数字蜂窝（JDC）TDMA/FDDCT2（无绳电话）FDMA/TDD欧洲数字无绳电话（DECT）TDMA/TDD美国窄带扩频（IS－95）CDMA/FDD频分多址6工作原理¢这是频率域上的正交分割。信号集采用在频谱上互不重叠载频，算符集采用不同载频的带通滤波器。Sij(f)ff1f2f3f4f5f6Mnk(•)ff5工作原理（续）¢这时，n→k的选址输出为：M[]r()t=M(t)∗r(t)nkknkkNN=∑∑LikaijMnk()t∗sij()t+Mnk()t∗nk()ti=

5、11j=i≠j⎧snk()t,i=n,j=k∵Mnk()t∗sij()t=⎨⎩o,i≠n或j≠k∴M[]r()t=Las()t+M()t∗n()tnkknknknknkk7信道配置¢FDMA/FDD、TDD信道配置图代码频率信道信道信道信道n123时间技术特点¢FDMA通常在窄带系统实现；¢符号时间远大于延时扩展，不需要均衡；¢不间断发送，系统额外开销少；¢系统简单，但需要双工器，同时需要精确的射频带通滤波器来消除相邻信道干扰，消除基站的杂散辐射。¢信道非线性是FDMA系统的主要矛盾。8FDMA的非线性效应¢由于发射

6、机功率放大器的非线性，会产生：ò频谱展宽：单载波的发送信号经过非线性信道，会产生频谱展宽，并将对相邻信道造成干扰。ò信号抑制：多载波的发送信号经过非线性信道，会产生大信号抑制小信号的现象，影响通信效果。ò交调噪声：多载波的发送信号经过非线性信道，在发送信号频率以外会产生交调噪声，并将对其它的业务信道造成干扰。交调举例¢例：IM＝mf1+nf2，m,n为任意整数，如：f1=930MHz，f2=932MHz，求落在工作频率为1920～1940MHz的交调频率。¢解：可能的频率有：（2n+1）f1（2）－2nf2（1），（

7、2n+2）f1（2）－（2n+1）f2（1）等等，n=0,1,2….n=0n=1n=2n=3193019261922191819281924192019161932193619401944*193419381942*1946*9关键技术问题¢需要很好解决信道的非线性问题ò目标：希望保持发送频谱的形状，主瓣不会展宽，旁瓣不会隆起；此外，不会在其它频率上产生交调频率分量。ò方法：（1）采用高线性度的功率放大器；（2）合理配置频率避开交调分量；（3）功率放大器的输出功率倒退法；（4）功率放大器的线性补偿法。典型应用举例¢美

8、国AMPS系统：FDMA/FDD，模拟窄带调频（NBFM），按需分配频率；¢同时支持的信道数：N＝（Bt－2B保护）/BcBt系统带宽，Bc信道带宽，B保护为分配频率时的保护带宽。10典型应用举例（续）例：如Bt为12.5MHz，B保护为10KHz，Bc为30KHz，求FDMA系统的有效信道数。解：N＝（Bt－2B保护）/Bc将上述数值代入即有