多址技術(shù)和擴(kuò)頻通信簡(jiǎn)介.doc

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1、第三章多址技術(shù)和擴(kuò)頻通信部分移動(dòng)通信的兩個(gè)核心問題是如何克服信道和用戶帶來的兩重動(dòng)態(tài)特性，這兩個(gè)問題是通過多址技術(shù)和擴(kuò)頻通信來解決的。3、1多址技術(shù)的基本概念移動(dòng)通信用戶要建立通信，首先線實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)尋址，同時(shí)多個(gè)地址間要滿足相互正交的特性，以避免地址間的相互干擾。一、多址技術(shù)的原理多址技術(shù)是利用信號(hào)的正交特性來實(shí)現(xiàn)的。在發(fā)送端：其中為第i個(gè)用戶的信號(hào)；為第i個(gè)用戶的正交參量。為第i個(gè)用戶的保護(hù)區(qū)間。和滿足正交性。在接收端可以利用正交識(shí)別器接收。二、典型的多址技術(shù)1、FDMA()典型應(yīng)用：北美800MHz的AMPS；歐洲和我國(guó)的900MHz的TACS2、TDM

2、A()典型應(yīng)用：北美的D-AMPS；歐洲和我國(guó)的GSM-900、DCS－1800；日本的PDC3、CDMA()有兩種形式DS-CDMA和調(diào)頻。典型應(yīng)用：IS-95、CDMA2000、WCDMA。4、SDMA()典型應(yīng)用：ALOHA三、FDMA以TACS為例討論FDMA。TACS總可用頻段：上行890MHz-915MHz；下行935MHz-960MHz。采用頻率雙向雙工，收發(fā)間隔45MHz。每個(gè)語(yǔ)音占25KHz。支持信道數(shù)1000個(gè)。不同用戶頻點(diǎn)不同，需要采用不同收發(fā)設(shè)備。TACS頻率配置為：信道號(hào)001：發(fā)射頻率890.025MHz、接收頻率935.025

3、MHz；信道號(hào)002：發(fā)射頻率890.050MHz、接收頻率935.050MHz；……信道編號(hào)23~43為控制信道，其余為語(yǔ)音信道。四、TDMA以GSM為例介紹TDMA。多用戶公用一個(gè)載波，用戶之間通過不同時(shí)隙來傳送。頻段同GSM，每個(gè)語(yǔ)音信道占200KHz，每個(gè)頻點(diǎn)8個(gè)時(shí)隙。支持信道數(shù)為1000個(gè)。每載波8用戶可以同用一套收發(fā)設(shè)備。五、CDMA以IS-95為例：每個(gè)基站共有64個(gè)信道，采用正交WALSH函數(shù)來劃分。頻段同TACS，每頻段1.25MHz，可以提供頻段數(shù)20，每頻段可以提供512個(gè)基站數(shù)。3、2擴(kuò)頻通信的基本概念一、歷史和現(xiàn)狀擴(kuò)頻通信自50年

4、代中期美國(guó)軍方開始研究，廣泛應(yīng)用于軍事通信、電子對(duì)抗等各領(lǐng)域。直到80年代初才應(yīng)用于民用通信領(lǐng)域。擴(kuò)頻通信的理論基礎(chǔ)為香龍定理：其中C為信道容量（比特/秒）、N為噪聲功率、W為帶寬（赫茲）、S為信號(hào)功率。當(dāng)信躁比很小時(shí)（小于0.1）得到：在無差錯(cuò)傳輸?shù)男畔⑺俾蔆不變時(shí)，使用大的帶寬W，只需小的S/N即可，可以用帶寬換信躁比。二、擴(kuò)頻通信的框圖信息調(diào)制擴(kuò)頻碼產(chǎn)生器調(diào)制射頻產(chǎn)生器擴(kuò)頻調(diào)制射頻調(diào)制無線信道射頻產(chǎn)生器擴(kuò)頻解調(diào)變頻擴(kuò)頻碼產(chǎn)生器調(diào)制信息解調(diào)三、擴(kuò)頻通信的主要指標(biāo)1、處理增益：定義為頻譜擴(kuò)展前的信息帶寬和擴(kuò)展后的信息帶寬之比。2、抗干擾容限：定義為擴(kuò)頻通

5、信系統(tǒng)在多大干擾環(huán)境下正常工作的能力。：抗干擾容限；：處理增益；：信息正確解調(diào)要求的最小信噪比；LS：接收系統(tǒng)的工作損耗。四、擴(kuò)頻的分類直接序列擴(kuò)頻（DS）；調(diào)頻（FH）；跳時(shí)（TH）；混合擴(kuò)頻五、擴(kuò)頻的主要特點(diǎn)1、隱蔽性；（由于擴(kuò)頻信號(hào)的頻譜擴(kuò)散到很寬的頻帶內(nèi)，功率譜密度也隨之降低，難以檢測(cè)）2、保密性；（擴(kuò)頻信號(hào)受特定偽隨機(jī)序列控制，如果不按此偽隨機(jī)序列的規(guī)律解擴(kuò)，就不能恢復(fù)傳送的信息）3、能抗其它電臺(tái)干擾和多徑干擾；可以用多個(gè)偽隨機(jī)序列作為不同用戶的地址碼，可以公用一個(gè)頻段來實(shí)現(xiàn)碼分多址通信，用碼分多址可能獲得比其他多址方式更高的通信容量；4、缺點(diǎn)是

6、占用頻段寬，同步困難。3、3擴(kuò)頻系統(tǒng)分析一、系統(tǒng)組成信息調(diào)制擴(kuò)頻碼產(chǎn)生器調(diào)制射頻產(chǎn)生器擴(kuò)頻調(diào)制射頻調(diào)制無線信道射頻產(chǎn)生器擴(kuò)頻解調(diào)變頻擴(kuò)頻碼產(chǎn)生器調(diào)制信息解調(diào)以BPSK為例，調(diào)制為：，式中：為載波頻率，為初始相位。令p(t)的速率為RP（碼片/秒）＝1/TP，TP為碼片寬度，m(t)的速率為Rm（碼片/秒）＝1/Tm，Tm為比特寬度，定義擴(kuò)頻因子為：L=RP/Rm=Tm/Tp。通常RP遠(yuǎn)大于Rm，故L遠(yuǎn)大于1。解調(diào)為：由于，則在忽略噪聲n(t)的情況下，在通過濾波器后：。二、處理增益和抗干擾性擴(kuò)頻系統(tǒng)的處理增益定義為：，是擴(kuò)頻系統(tǒng)的解擴(kuò)器的輸入信噪比和的輸出

7、信噪比。1、白噪聲干擾設(shè)白噪聲的功率譜密度為N0，則解擴(kuò)器的輸入信噪比為，解擴(kuò)后變?yōu)榱苏瓗盘?hào)，解擴(kuò)器的輸出信噪比為：，所以式中Bp和Bm為解擴(kuò)前后的通頻帶，也是傳輸信息所需帶寬。2、單頻干擾和窄帶干擾單頻干擾解擴(kuò)前為一條線譜，相關(guān)解擴(kuò)后，被擴(kuò)散成了寬度為Bp的功率譜。因此，落入濾波器的干擾噪聲為原來的，因此處理增益為：當(dāng)窄帶干擾的頻段遠(yuǎn)小于Bp時(shí)，結(jié)果同上。3、寬帶干擾如不同用戶產(chǎn)生的多址干擾。大于分析同白噪聲。三、直接序列擴(kuò)頻的同步1、同步的定義：實(shí)現(xiàn)本地產(chǎn)生的PN碼與接收到的信號(hào)中的PN碼同步，即頻率上相同，相位上一致。2、同步的內(nèi)容載波同步，提供相

8、干載波；位同步，本地產(chǎn)生碼序列和接收到的碼序列時(shí)間上對(duì)齊；序列同步