移动通信第六章，多址技术

第六章，多址技术

6.1概述：
从接收无线信号中识别出本用户地址信号的方式
数学基础：信号的正交分割原理。
多路复用的目的是区分多个通路，通常在基带和中频上实现。
多址划分是区分不同的用户地址，往往需要利用射频频段辐射的电磁波来寻找动态的用户地址。

6.2 FDMA：
为每个用户指定特定信道，这些信道按要求分配给请求服务的用户。在呼叫的整个过程中，其他用户不能共享这一频段（同时占两个双工通信）。

6.2.1 FDMA特点：
① 每信道占用一个载频，相邻载频之间的间隔应满足传输信号带宽的要求。
② 符号时间远大于平均延迟扩展。
③ 基站复杂庞大，重复设置收发信设备。
④ FDMA系统每载波单个信道的设计，使得在接收设备中必须使用带通滤波器允许指定信道里的信号通过，滤除其它频率的信号，从而限制邻近信道间的相互干扰。
⑤ 越区切换较为复杂和困难

6.3 TDMA：
在一个宽带的无线载波上，把时间分成周期性的帧，每一帧再分割成若干时隙（无论帧或时隙都是互不重叠的），每个时隙就是一个通信信道，分配给一个用户。

6.3.1 TDMA特点：
① 突发传输的速率高，远大于语音编码速率。
② 发射信号速率随N的增大而提高，如果达到100 kbps以上，码间串扰就将加大，必须采用自适应均衡，以补偿传输失真。
③ TDMA用不同的时隙来发射和接收，因此不需要双工器。
④ 基站复杂性减小。
⑤ 抗干扰能力强，频率利用率高，系统容量较大。
⑥ 越区切换简单。

6.4 CDMA：
为每个用户分配了各自特定的地址码（最好是相互正交的伪随机码），接收端必须有完全一致的本地地址码。

6.4.1 CDMA特点
① CDMA系统的许多用户共享同一频率。
② 通信容量大。
③ 软容量特性。
④ 由于信号被扩展在一较宽频谱上，所以可减小多径衰落。
⑤ 在CDMA系统中，信道数据速率很高。采用分集接收最大比合并技术，可获得最佳的抗多径衰落效果。
⑥ 软切换和有效的宏分集。
⑦ 低信号功率谱密度

6.5 SDMA：
通过空间的分割来区别不同用户的，利用自适应阵列天线的方向性波束将小区划分成不同的子空间来实现空间的正交隔离。

6.5.1 SDMA特点：
可以提高天线增益，使得功率控制更加合理有效，显著地提升系统容量；
可以削弱来自外界和其他电子系统我的干扰；
智能天线中关于多用户信号的动态捕获、识别与跟踪以及信道的辨识等算法极为复杂，从而对DSP（数字信号处理）提出了极高的要求。

6.6 OFDM-TDMA：
信息的传送是按时域上的帧来进行的，每个时间帧包含多个时隙，每个时隙的宽度等于一个OFDM符号的时间长度，有信息要传送的用户按各自的需求可以占用一个或多个OFDM符号。

6.6.1 OFDM-TDMA特点：
存在带宽资源浪费、频率利用率较低和灵活性差等不足。
信令开销很大程度上取决于是否采用滤除具有较低信噪比子载波的技术和自适应调制/编码技术。

6.6.2多载波CDMA：
一类是用给定的扩频序列对经过串并变换后的数据流进行扩频，也就是在对应的每路载波上进行类似DS-CDMA的操作，即在时域扩频；
另一类是用给定的扩频序列对原始数据流扩频，用扩频序列中对应的每个码片将数据调制到不同的子载波上，即在频域扩频，有时也称为OFDM-CDMA。

6.7 随机多址方式：
以自由竞争式的随机接入，采用网络协议形式实现的多址连接方式，而前面所述的多址方式是基于物理层的。

6.7.1ALOHA和时隙ALOHA：
任何一个用户随时有数据分组要发送，它就立刻接入信道进行发送。发送结束后，在相同的信道上或一个单独的反馈信道上等待应答。如果在一个给定的时间区间内，没有收到对方的认可应答，则重发刚发的数据分组。

6.7.2载波侦听多址（CSMA）：
每个节点在发送前，首先要侦听信道是否有分组在传输。若信道空闲(没有检测到载波)，才可以发送；若信道忙，则按照设定的准则推迟发送。细分为1-坚持CSMA（以1为概率不断发）和 p-坚持CSMA。

6.7.3预约随机多址：
将时间轴分为重复的帧，每一帧分为若干时隙。当某用户有分组要发送时，可采用ALOHA的方式在空闲时隙上进行预约。如果预约成功，它将无碰撞地占用每一帧所预约的时隙，直至所有分组传输完毕。

6.8系统容量：
一个无线电系统的容量被定义为一定频段内所能提供的信道数或用户的最大数目或系统输入话务总量。CDMA是FDMA的8~10倍。