深入浅出通信原理知识点9

第九章 复用和多址技术

9.1 TDM/TDMA

TDM：按时间将信道划分为N个时隙，并行传输N路数据。

TDMA：将N个时隙动态分布给多个用户。

实现：经过信源编码、信道编码、交织等处理的多路数据按照一定的时序关系对载波进行调制

应用：

1.E1接口中的应用（32个时隙的总传输速率为：64*32=2.048Mbit/s）（E1接口使用了TDM技术：将传输电路分成32个时隙，第0时隙用于传输同步和控制信息，其他31个时隙并行传输31路数据）

2.GSM系统中的应用（空中接口使用该技术，8个时隙）

9.2FDM/FDMA

FDM:按频率将信道划分为N个载波，并行传输N路数据

FDMA（频分多址）：将N个载波动态分配给多个用户使用

利用调制技术，将多个用户的多路数据分别调制到多个载波上

应用：

1.FDM/FDMA在GSM系统中的应用

9.3OFDM/OFDMA

1.OFDM:正交频分复用（一般FDM，为了避免载波之间相互干扰，增加了保护带宽，造成了频谱浪费，导致频谱利用率低）OFDM为了提高频谱利用率，采用了相互正交的子载波，子载波之间不需要增加保护带宽

2.OFDMA（正交频分多址）：将N个子载波和M个符号动态分配给多个用户使用。

OFDM的本质就是发送端用待调制的数据对一系列复指数信号进行加权，合成一个复信号，利用IQ调制发送出去，接收端通过IQ解调恢复出复信号，求出加权系数，也就是傅里叶系数，就得到了调制数据。

在实际通信系统中，一般使用IDFT（离散傅里叶逆变换）来实现基带OFDM调制，使用DFT来实现基带OFDM解调

利用IDFT来实现基带OFDM调制：通过IDFT将并行的N个频域样点数据变换为并行的N个时域样点数据，再通过并/串转换，数/模转换，得到OFDM基带调制信号，最后利用IQ调制将实部和虚部调制到射频载波上。

一般使用DFT来实现基带OFDM解调：通过IQ解调从射频信号中恢复出OFDM基带信号的实部和虚部，经模／数转换后合成数字复信号，再进行串／并转换，最后通过DFT将并行的N个时域样点数据变换为并行的N个频域样点数据，完成OFDM基带解调

应用：OFDM在LTE系统中的应用

9.4CDM/CDMA

CDM：按照码字将信道划分为N个码道，并行传输N路数据

CDMA：将N个码道动态分配给多个用户使用，就是码分多址

实现：

利用扩频技术，对多个用户的多路数据用不同的码字进行扩频处理，即可实现CDM/CDMA

什么是扩频：顾名思义就是扩大信号的频谱带宽

根据香农公式，增大带宽B，可以在不改变信道容量的前提下降低对信噪比的要求。

如何实现扩频和解频：

扩频：输入码流与扩频码相乘，将低速码流转换成高速码片流。

解扩：高速码片流与解扩码（与扩频码相同）相乘，求和，结果为正判决为0，结果为负判决为1，即可恢复出原始码流

walsh码的正交性体现在如下两方面：（码必须是同步的，否则正交性无从谈起）

两个相同的N阶Wlash码相乘，再求和，结果为N

两个不同的N阶Wlash码相乘，再求和，结果为0

Walsh码的生成方法：

1.哈达玛矩阵：

2.Walsh码树

应用 ：CDMA系统前向信道采用了64阶Walsh

：用于导频信道的扩频；
：用于同步信道的扩频；
：用于寻呼信道的扩频，可改作业务信道使用；
其余Walsh码：用于前向FCH和SCH信道的扩频

CDMA系统中的码片速率为1.2288Mchip/s

CDMA系统中用到了周期为的m序列（导频通信）下图导频通信实现原理：

• 通过导频信道发送短PN序列实现终端和小区的码同步。
• 以64为间隔，得到512个PN偏置，用于区分不同小区。