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第八章. 多址传输(2). 前言 频分多址 时 分多址 码 分多址. 前言. 概述 无线多址通信系统的模型. 概述(1). 一维空间的通信系统. B. A. B. A. C. D. 点对点. 链状联接. 概述(2). 二维空间的通信系统. A. B. A. B. N. C. C. D. D. 一点对多点 (星状网). 多点对多点 (网状网). ★实现网状联接的二维空间通信系统,称为多址通信. 实现多址通信的方法(1). 以点对点的无线通信系统和终端交换设备组成的多址通信系统. E. 中心局. A. D. 交换机.
E N D
第八章 多址传输(2) • 前言 • 频分多址 • 时分多址 • 码分多址
前言 • 概述 • 无线多址通信系统的模型
概述(1) • 一维空间的通信系统 B A B A C D 点对点 链状联接
概述(2) • 二维空间的通信系统 A B A B N C C D D 一点对多点(星状网) 多点对多点(网状网) ★实现网状联接的二维空间通信系统,称为多址通信
实现多址通信的方法(1) • 以点对点的无线通信系统和终端交换设备组成的多址通信系统 E 中心局 A D 交换机 在中心局需要对每个地址配置一套专用天线和相应的收发信机 B C
实现多址通信的方法(2) • 用无线信道本身实现多址通信 每个无线信道不再只传送一个地址的信息,而是传送多个地址的信息。各个地址之间的信息交换通常不是用终端设备完成,而是在无线信道传输中就包含了选择地址和进行交换的能力。 卫星通信:各个地面站通过卫星转发以实现多址联接。 移动通信:不仅采用多址技术,而且地址是动态分配的。
无线多址通信系统模型(2) • 接收端:按不同的地址,分解出传送给其相应地址信息的信号
无线多址通信系统模型(4) • 频分多址 (Frequency division multiple access)
无线多址通信系统模型(5) • 时分多址 (Time division multiple access)
无线多址通信系统模型(6) • 码分多址 (Code division multiple access)
无线多址通信系统模型(7) • 空分多址 (Space division multiple access)
频分多址(FDMA) • 单址载波:每个载波代表一个接收地址,因而转发器需要处理n(n-1)个载波。每个载波可以有多路电话信息。 • 多址载波:每个载波代表多个接收地址,这样一个地面站只要一个载波,转发器只需处理n个载波
卫星通信中常用的系统 • FDM/FM/FDMA:频分多路/调频/频分多址 • SPADE:Single channel per Carrier PCM multiple Access Demand assignment Equipment • SCPC:Single Channel per Carrier
FDMA的主要技术——信道非线性的影响 • 频谱展宽:由于信道的非线性,使得调制频谱展宽,因此在调制方式选择时要采用一些幅度上不带信息的调制方式。如模拟调制采用调频,数字调制采用CPM等。
FDMA的主要技术——信道非线性的影响 • 信号抑制:两个信号幅度不同的载波通过一个非线性信道,造成输入、输出的功率分配关系变化。 一般来说主要防止大信号对小信号的抑制(也存在小信号对大信号的抑制作用)。因此必须严格的控制和分配各个地址的发射功率。
FDMA的主要技术——信道非线性的影响 • 交调噪声:输入信号载波f1/f2,输出中则包含f1/f2的任意组合频率项,如2*f1-f2、2*f1+f2等。主要是源于信道的幅度非线性和调幅/调相变换。 • 避免交调的措施:改善“非线性”性、非线性补偿、减少输入频率、功率倒退
时分多址(TDMA) • 不同的地址按不同的时隙分配,充分利用功率。 • 帧(frame): A1 B1 C1 D1 E1 N1 A2 B2 C2 D2 E2 N2 一个帧 frame 一个时隙 slot
时分多址的技术特点 • 各个地址上必须有统一的同步信号 • 需采用缓冲存储技术将数字信号压缩和扩展
码分多址(CDMA) • 码分多址也称扩频多址,是一种扩展频谱通信 • 优点:较强的抗干扰能力、保密性好、多址联接灵活 • 缺点:设备复杂 • 主要应用于军用通信系统和新一代的数字移动通信系统中
直接序列的码分多址 平衡调制 发射机 PN 伪随机码 发送端 接收机 混频 解调 PN 码发生器 平衡调制器 接收端
调频码分多址 调制 混频 发射机 频率合成器 PN 码发生器 发送端 接收机 混频 解调 PN 码发生器 频率合成器 接收端
调频码分多址 • 地址码选择要求: 尽可能正交 对于一定的帧长n,符合正交条件的码组数目N尽可能多,以提供更多的地址数目 各地址码应容易产生和同步