蜂窝组网技术

蜂窝组网中的多址接入技术技术

2010211117班 10210500 常宸

摘要:本文简单描述了几种多址接入技术及其优劣.

关键词:多址接入 频分复用 时分复用 码分复用

Abstract: In this article,we’ll talk about some multiplexing technology and the advantages and disadvantages of them.

一、引言

移动通信在追求最大容量的同时也在追求最大覆盖,当今的移动通信系统还无法做到两方面的兼得,但应该能够在其覆盖的区域内提供良好的语音和数据通信.要实现系统在其覆盖区域内良好的通信,需要有移动通信网支撑. 移动通信网由空中网络与地面网络组成.

空中网络是移动通信网的重要组成部分,主要包括多址接入,频率复用和蜂窝小区,切换和位置更新.

地面部分暂不考虑.

二、多址接入

多路信号以不同的传输方式进行传输,包括:1.频分复用,2.时分复用,3.码分复用以及空分复用,密集波分复用等等.

1)频分复用(FDMA) 示意图:

在FDMA系统中,每一个用户分配一对频谱分别用作上下行信号传输,此时基站必须同时发射和接受多个不同频率的信号,二任意两个用户之间的通信需要占用两个信道才能实现双工通信.

前向信道占有较高的频带,反向信道占有较低的频带,中间有保护频道,以避免频率漂移造成的频率重叠.示意如图:

在FDMA系统中主要的干扰有:互调干扰,邻道干扰和同频干扰.

互调干扰是指系统内部由于非线性器件的各种组合频率成分落入本频道接收机通带内造成对有用信号的干扰.当干扰强度足够大的时候将会对有用信号造成伤害.

邻道干扰是指相邻波道信号中存在的寄生辐射落入本频道接收机内造成最有用信号的干扰.

同频道干扰是指相邻区群众同信道小区的信号造成的干扰,它与蜂窝结构和频率规划密切相关.

FDMA系统特点如下:

 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.为了在有限的频

谱中增加信道数量,系统均希望间隔越窄越好.FDMA的相对带宽较窄,每个信道的每一载波仅支持一个电路连接,也就是说FDMA通常在窄带系统中实现.

 符号时间与平均延迟扩展相比较是很大的.这说明符号间干扰的数量低,因此在FDMA

中无需自适应均衡.

 基站复杂庞大,重复设置收发信设备.基站有多少信道,就需要多少部收发信机.同事需用

天线共用器,功率损耗大,易产生互调干扰.

 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,滤除其他频率的信号,从而限制相邻信道间的互相干扰.  越区切换较为复杂困难.

2)时分复用(TDMA) 示意图:

时分多址是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,每一个时隙分配给一个用户,系统根据一定的时隙分配原则,使各个移动台在;每帧内只能按照指定的时隙向基站发射信号,示意如图:

TDMA系统的特点如下:

 突发传输的效率高,远大于语音编码速率,每路编码速率设为R,共N个时隙,则在这个载

波上传输的速率将远大于NR.

 发生信号速率随N的增大而提高,若达到100kb/s以上,码间串扰将加大,必须采用自适应

均衡,用以补偿传输失真.

 TDMA用不同的时隙;来发射和接收,因此不需要双工器.  基站复杂型减小,N个时分信道占用一个载波,互调干扰小.  抗干扰能力强,频率利用率高,系统容量大.  越区切换简单.

3)码分复用(CDMA)

码分复用系统为每个用户分配了各自特定的地址码,利用公用信道来传输信息.CMDA系统的地址码互相具有正交性,以区别地址,而在频率,时间和空间上都有可能重叠.系统的接

收端必须有完全一致的本地地址码,用来对接收的信号进行相关检测. 示意图如下:

CDMA系统存在两个重要的问题,一时来自非同步 CDMA网中不同用户的扩展频序列不是完全正交的.另一个是”远近”效应,未解决”远近”效应,在大多数实际系统中使用功率控制,以降低信号间干扰.

CMDA系统的特点如下:

 CDMA系统的许多用户共享同一频率,不管是TDD还是FDD.

 通信容量大,理论上信道容量完全有信道特性决定,但是记得系统很难达到理想的情况,

因而不同的多址方式可能有不同的通信容量.CDMA是干扰限制性系统,任何干扰的减少都直接转化为系统容量提高.

 容量的软特性.TDMA系统中同时可接入的用户数是固定的,无法再多接入任何一个用

户,而DS-CDMA系统中,多增加一个用户不会出现硬阻塞现象.  信号被扩展在一较宽频谱上而可以减少多径衰落.

 在CDMA系统中,信道数据速率很高.因此码片时长很短.所以码片的时延展宽部分可受

到接收机的自然抑制,另一方面,如采用分集接收最大比值合并技术可获得最佳的抗多径衰落效应.  软切换平滑

 低信号功率谱密度.

三、总结:

多址技术会直接影响移动通信系统的频谱利用率,系统的容量,蜂窝的结构和系统的复杂程度.因此,从某种意义上讲,多址技术对于移动通信的发展起到了制约的作用.

多址技术的发展决定了移动通信的发展,特别是TDMA和CDMA技术在移动通信的发展过程中扮演了重要的角色.其中TDMA以其严谨的协议正在数字移动通信领域中起着举足轻重的作用,而CDMA则由于能与FDMA配合使用,也正在得到迅速发展.众多的专家认为CDMA必将是移动通信的理想技术,也将是未来个人通信的理想技术,会得到广泛地推广和使用,实现人们不受限制地与任何对象进行信息交流的愿望.

参考文献:

<<移动通信原理与系统>>啜钢 王文博 常永宇 全庆一 <<移动通信的多址技术>>苏林 1997 3月

<<移动通信系统多址接入干扰与小区间干扰分析与抑制>>虞凯 2010 6 <<近代移动通信系统的研究>>符贝贝 2008-12