无线通信技术5.1-多址技术
无线通信多址接入技术
时分多址(TDMA)
移 动台
T1
T1
T1
…
…
基站
…
T2
T2
T2
…
…
T
T
m
m
…
…
W T1
T1 T2 T3 T4 1帧
…
Tm
t
TDMA示意图
无线通信多址接入技术
T … Tm
TDMA帧结构
TDMA帧
头比特
信息
尾比特
时隙1 时隙2 时隙3
……
时隙n
尾比特
同步比特
信息数据
无线通信多址接入技术
无线通信多址接入技术
FDMA的关键技术问题
❖ 需要很好解决信道的非线性问题 目标:希望保持发送频谱的形状,主瓣不会展宽, 旁瓣不会隆起;此外,不会在其它频率上产生交调 频率分量。 方法:
(1)采用高线性度的功率放大器; (2)合理配置频率避开交调分量; (3)功率放大器的输出功率倒退法; (4)功率放大器的线性补偿法。
❖ 频分多址技术是模拟载波通信、 微波通信、卫星通 信的基本技术, 也是第一代模拟移动通信的基本技 术。
❖ 在FDMA系统中, 信道总频带被分割成若干个间隔相 等且互不相交的子频带(地址), 每个子频带分配给一 个用户, 每个子频带在同一时间只能供给一个用户 使用, 相邻子频带之间无明显的干扰。
无线通信多址接入技术
无线通信多址接入技术
FDMA的典型应用
❖ 美国AMPS系统:FDMA/FDD,模拟窄带调 频(NBFM),按需分配频率;
❖ 同时支持的信道数: N=(Bt-2Bguard)/Bc
Bt系统带宽,Bc信道带宽, Bguard为分配频率时 的保护带宽。
现代无线通信中的多址接入技术
现代无线通信中的多址接入技术在当今数字化、信息化的时代,无线通信已经成为我们生活中不可或缺的一部分。
从手机通话、上网浏览,到物联网设备的连接与数据传输,无线通信技术的应用无处不在。
而在这一领域中,多址接入技术扮演着至关重要的角色,它决定了如何有效地分配无线资源,以满足众多用户同时进行通信的需求。
多址接入技术的核心目标是让多个用户能够在同一频段、同一时间内进行通信,同时尽量减少相互之间的干扰,提高系统的容量和性能。
为了实现这一目标,研究人员和工程师们提出了多种不同的多址接入技术,每种技术都有其独特的特点和适用场景。
其中,时分多址(TDMA)是一种常见的多址接入技术。
在 TDMA 系统中,时间被分割成若干个时隙,每个用户在分配给自己的时隙内进行通信。
这样,不同用户的信号在时间上相互错开,从而避免了冲突。
例如,在一个简单的 TDMA 系统中,如果有三个用户 A、B 和 C,系统可能会将每个通信周期分为三个时隙,分别分配给这三个用户。
在第一个时隙,用户 A 发送和接收数据;在第二个时隙,用户 B 进行通信;在第三个时隙,用户 C 进行操作。
通过这种方式,多个用户可以共享同一频段,但不会同时发送信号,减少了干扰。
另一种广泛应用的多址接入技术是频分多址(FDMA)。
FDMA 将可用的频谱资源划分成多个不同的频段,每个用户被分配到一个特定的频段进行通信。
这就好比在一条宽阔的马路上划分出不同的车道,每个车道供特定的车辆行驶,从而避免了车辆之间的碰撞和混乱。
例如,在广播电视领域,不同的电视频道就使用了 FDMA 技术,每个频道占据一定的频段,观众可以选择自己喜欢的频道观看,而不会受到其他频道信号的干扰。
码分多址(CDMA)是一种相对复杂但性能优越的多址接入技术。
在CDMA 系统中,每个用户使用一个独特的码序列来调制自己的信号。
这些码序列具有良好的自相关性和互相关性,使得接收端能够通过相关运算区分不同用户的信号。
即使多个用户的信号在同一频段和时间内发送,由于码序列的特性,接收端也能够准确地解调出每个用户的信息。
多址技术
当把多个用户接入一个公共的传输媒质实现相互间的通信时,需要给每个用户的信号赋予不同的特征,以区分不同的用户,这种技术即为多址技术。
多址接入技术可以允许多个用户终端同时共享无线通信信道,从而提高频谱利用率。
移动通信是依靠无线电波的传播传输信号的,特点:大面积覆盖。
移动用户要建立通信,首先要实现动态寻址,即在服务范围内,利用开放式的射频电磁波寻找用户地址,同时为了满足多个移动用户同时实现殉职,多个地址之间还必须满足相互正交性,以避免地址间相互干扰。
多址接入从原理上与固定通信中的信号多路复用一样,都属于信号的正交化分与设计技术。
差别在于多路复用的目的为:区别多个通道,通常在基带和中频上实现。
多址技术是区分不同的用户地址,通常是利用射频频段辐射的电磁波来寻找动态的用户地址,同时为了实现多址信号之间的互不干扰,信号之间必须满足正交性。
信号的正交特性是通过信号的正交参量i β来实现的。
发送端:设计一组正交信号:()()1n a t a t i i i β=∑=;式中,()i a t 为第i 个用户的信号,i β为第i 个用户的信号的正交参量。
正交参量应该满足{1,0,i j i j i jββ==≠ 接收端:设计一个正交信号识别器。
=(),i a t i j =()1n a t i i i β∑= =0,i j ≠ j β当F i i β=时;即为FDMA.当T i i β=时,为TDMA.当C i i β=时,为CDMA 包括直扩码分DS-CDMA (商用)和跳频(军事)。
前两者为一维划分;后者属于二维(时、频域)划分。
CDMA 中所有用户占有同一时隙、同一频段,区分用户的特征为用户地址码的相关性。
前两者的地址划分是基于简单的非此即彼、非共享型,即两个以上的用户不可能同时占有同一频段或时隙;后者的地址划分是基于特征、是相容的,即两个以上的用户可以同时占有同一时隙、同一频段,是共享型的,其条件是他们具有可分离的各自特征(码相关特性)即可。
无线通信中的多址接入技术与调度
无线通信中的多址接入技术与调度无线通信的快速发展使得人们可以随时随地进行信息传输和接收。
为了满足不同用户对带宽和容量的需求,多址接入技术和调度策略在无线通信系统中起到了关键作用。
本文将重点介绍多址接入技术的原理和调度算法的基本概念,并分析了其在无线通信中的应用。
一、多址接入技术的原理1.1 TDMA技术TDMA(时分多址)技术是一种在时间域上划分的多址接入技术。
它将可用的通信资源划分为固定大小的时隙,每个用户在不同的时隙中传输数据。
这种技术可以有效地避免不同用户之间的冲突,提高信道利用率。
1.2 CDMA技术CDMA(码分多址)技术是一种在编码域上划分的多址接入技术。
它通过将不同用户的数据编码为不同的码片序列,然后在同一个频带上同时传输数据。
CDMA技术具有抗干扰能力强、频带利用率高等优点。
1.3 OFDMA技术OFDMA(正交频分多址)技术是一种在频域上划分的多址接入技术。
它将可用的频谱资源划分为多个子载波,每个用户通过在不同子载波上传输数据来实现并行传输。
OFDMA技术在高速移动通信环境下具有较高的频谱效率。
二、调度算法的基本概念2.1 静态调度静态调度是指在通信系统中提前确定每个用户的时隙、码片或子载波分配情况。
这种调度方法通常适用于用户数量较少、通信负载较低的情况下,能够保证每个用户得到一定的通信资源,但对于网络中的动态变化无法进行及时调整。
2.2 动态调度动态调度是指根据实时的网络状态和用户需求,动态地分配通信资源。
这种调度方法能够根据实时的情况进行灵活地分配,保证网络的吞吐量和用户的体验。
常见的动态调度算法包括最小双机、最大连通度、比特分配等。
三、多址接入技术和调度策略在无线通信中的应用3.1 TDMA技术的应用TDMA技术广泛应用于各种无线通信系统中,如GSM(全球系统移动通信)、P25(射频交互标准)等。
它能够将资源合理地划分和分配给不同用户,提高通信系统的容量和效率。
3.2 CDMA技术的应用CDMA技术主要应用于WCDMA(广域CDMA)和CDMA2000等3G无线通信系统中。
无线通信技术基础_05-07小尺度衰落和无线多址技术
无线通信技术基础
第7章、无线多址技术
内容介绍
多址技术也是无线通信系统的关键技术之一,甚至是移动通信系统换代 的一个重要标志。 蜂窝技术将无线覆盖区域规划成一个个的蜂窝小区。多址 技术则在一个无线小区内进一步将有限的频率资源分配给众多的用户。
第5.1节、小尺度多径传播
3、多普勒频移 多普勒频移:物体辐射的波长会因为波源和观测者的相对运动而产生变
化,相对速度越高,所产生的效应越大。
fd
1
2
t
v
cos
多普勒频移与移动台运动速度、移动台运动方向和无线电波入射方向之 间的夹角有关。若移动台朝向入射波方向运动,则多普勒频移为正(接 收频率提高);若移动台背向入射波方向运动,则多普勒频移为负(接 收频率下降)。
多址技术允许很多移动用户同时共享有限的无线频率资源,通过不同的 处理技术使不同用户之间的信号互不干扰,可以分别接收和解调。
蜂窝系统中登记的用户数量远远大于同一时刻实际请求服务的用户数量 ,多址技术就是研究如何将有限的频率资源在多个用户之间进行有效的分配 和共享,在保证通信质量的同时尽可能获得更高的系统容量。
第5.2节、多径信道的参数
1、功率延迟分布 室外环境的功率延迟。
第5.2节、多径信道的参数
室内环境的功率延迟。
第5.2节、多径信道的参数
2、时延扩展和相干带宽 时延扩展和相干带宽是用于描述信道的时间色散特性的两个参数。 时延扩展:时间色散特性通常用平均附加时延和均方根时延扩展来描述。
平均附加时延是功率延迟分布的一阶矩(随机变量的期望),均方根时 延扩展是功率延迟分布二阶矩(随机变量平方的期望)的平方根。 户外信道的均方根时延扩展是ms或μs级,室内信道的典型值是ns级。 平均附加时延和均方根时延扩展都是由一个功率延迟分布来定义的。一 般情况下,在一个大尺度区域的移动通信系统中,多径信道参数的统计 来源于许多本地区域的测量值。 相干带宽是指一个特定的频率范围,在该范围内,两个频率分量有很强 的幅度相关性,衰落特性相同。而频率间隔大于相干带宽的两个信号受 到的信道影响将会大不相同。
无线通信中的多址接入技术与应用
无线通信中的多址接入技术与应用咱先说,这无线通信啊,就像一个超级大的信息高速公路,而多址接入技术呢,就是这条公路上的各种“车道”和“入口”。
我记得有一次,我在商场里逛着,突然手机响了,是我朋友打来的,说有急事找我。
我一边接着电话,一边心里就琢磨,这电话咋就能这么准找到我,还能让我和朋友畅通无阻地聊天呢?这背后可就是多址接入技术在发挥作用。
你想啊,要是没有多址接入技术,这无线通信就乱套啦。
比如说,大家都同时说话,那信号不就互相干扰,谁也听不清谁了嘛。
多址接入技术有好几种,像时分多址(TDMA)、频分多址(FDMA)和码分多址(CDMA)。
先说时分多址,这就好比是把时间切成一段一段的,每个人在自己规定的那一小段时间里说话,其他时间就安静听着。
就像一群人排队发言,一个说完另一个再说,有条不紊。
频分多址呢,则是把无线通信的频率范围划分成不同的频段,每个人或者每个通信设备都在自己专属的频段上“发声”,这样就不会跟别人“撞车”啦。
码分多址就更有意思了,它给每个用户分配一个独特的码序列,就好像每个人都有自己独特的“密码”,这样在通信的时候,即使大家都在同时发送信号,也能通过这个“密码”准确区分出来。
这些多址接入技术在咱们生活中的应用那可太多啦。
比如咱们的手机通信,不管是打电话、发短信还是上网,都离不开它们。
还有像无线电视、广播,甚至是卫星通信,都是靠多址接入技术才能实现的。
再比如说,在一个大城市里,有成千上万的人同时使用手机,如果没有有效的多址接入技术,那通信网络肯定会瘫痪。
但有了这些技术,咱们就能随时随地跟亲朋好友联系,分享生活中的点滴。
还有啊,在一些紧急救援的场景中,比如地震灾区,多址接入技术能确保救援人员之间的通信畅通,快速传递重要信息,挽救更多的生命。
总之,无线通信中的多址接入技术就像是一个默默无闻的大功臣,虽然咱们平时感觉不到它的存在,但它却实实在在地为咱们的生活带来了巨大的便利。
说不定哪天,当你又拿起手机跟别人畅快聊天的时候,就该想想,这背后可都是多址接入技术在辛勤工作呢!。
现代数字通信技术 第五章 多址技术
多径接收之所以能够实现是因为,发射机发出的扩 频信号,在传输过程中受到不同建筑物、山岗等各 种障碍物的反射和折射,到达接收机时每个波束具 有不同的延迟,形成多径信号。
如果不同路径信号的延迟超过一个伪码的 码片的时延,则在接收端可将不同的波束区别 开来。将这些不同波束分别经过不同的延迟线, 对齐以及合并在一起,则可达到变害为利,把 原来是干扰的信号变成有用信号组合在一起。
非坚持CSMA
(1)若信道空闲,用户发送一个分组。 (2)若侦听到信道忙或发生冲突,用户按照某种延时
分布在稍后的时间安排传输
(3)在该延时间隔结束时,用户再次监听信道并重复 步骤(1、2)
1-坚持CSMA
如果信道是空闲的,用户以“1”的概率发送分组
如果信道忙,用户等待直到信道空闲再以“1”的概 率发送分组。
令' ( ' )是分组成功发送的速率 则归一化信道吞吐量为 : S=' T p
计算一个分组和某一给定分组不重叠的概率: 为该分组的发送起始时间的前、后Tp秒内没有分组发送的 概率, 由于: p不冲突的概率 exp(2Tp ) exp(2G )
S=流入信道容量 p不冲突的概率 Ge2G
第五章 多址技术
5.1 多址技术
多个用户接入信道以便传送信息的各种 方式。 复用multiplexing (MUXing)与多址 multipoint (multiple) access 区别: 复用是将多路信号按某种方式合在一起 在划分好的信道上传输。而多址是将信 道资源划分后动态分配给用户。
础上,又于1973年建成了世界上第一个通过卫星(ATS-1)
实现数据包广播的网络。
ALOHA网的重要意义并不在于这是第一个用无线信道
无线 第7章 无线多址技术
跳频码分多址(FH-CDMA)。
第7.4节、码分多址
1、直扩码分多址(DS-CDMA) 在DS-CDMA系统中,窄带信号直接与伪随机序列(PN)相乘,PN码片
的速率比信息数据的速率要高若干个数量级,因此相乘后的信号频谱被
扩展到很宽的带宽,简称直扩码分多址。 DS-CDMA系统中的每个用户都有自己的PN码,并且与其它用户的PN码
无线通信技术基础
第7章、无线多址技术
内容介绍
多址技术也是无线通信系统的关键技术之一,甚至是移动通信系统换代 的一个重要标志。 蜂窝技术将无线覆盖区域规划成一个个的蜂窝小区。多址
技术则在一个无线小区内进一步将有限的频率资源分配给众多的用户。
多址技术允许很多移动用户同时共享有限的无线频率资源,通过不同的 处理技术使不同用户之间的信号互不干扰,可以分别接收和解调。 蜂窝系统中登记的用户数量远远大于同一时刻实际请求服务的用户数量 ,多址技术就是研究如何将有限的频率资源在多个用户之间进行有效的分配 和共享,在保证通信质量的同时尽可能获得更高的系统容量。 多址技术对无线信号进行了多维划分,不同的维度对应着不同的多址技 术,如频分多址、时分多址、码分多址和空分多址。信号维度划分的目标是 要使不同用户的无线信号之间在所划分的维度上达到逻辑上的正交,这样, 这些用户就可以共享有限的频率资源而不会相互干扰。
DS-CDMA具有软容量限制,容量的大小取决于噪声环境。
在DS-CDMA系统中,信号被扩展在一个较宽频谱上,频谱带宽比信 道的相干带宽大很多,固有的频率分集会减小多径衰落的影响。
在DS-CDMA系统中,信道的数据速率很高,符号时间比信道的时延
扩展小很多,超过一个码片延迟的多径将被认为是噪音。使用RAKE 接收机收集不同时延的信号进行叠加可以提高接收的可靠性。
无线通信技术的原理与实践教程
无线通信技术的原理与实践教程近年来,随着移动设备的普及以及互联网的快速发展,无线通信技术愈发成为我们日常生活中必不可少的一部分。
我们可以通过手机、笔记本电脑、平板等设备进行无线通信,享受高速稳定的网络连接带来的便利。
本篇文章将带大家一起了解无线通信技术的原理与实践教程。
一、无线通信技术的原理无线通信技术基于电磁波传输信号,通过无线信道传递数据或者声音。
其原理主要包括以下几个方面:1. 调制与解调技术调制和解调是无线通信的基础。
调制是将要传输的信息转换为适合在无线信道上传输的电磁波信号,解调则是将接收到的电磁波信号转换为原始信息。
常见的调制技术有频率调制、相位调制和振幅调制等。
2. 多址技术多址技术允许多个用户同时在同一频率上进行通信。
一种广泛使用的多址技术是CDMA技术(Code Division Multiple Access)。
CDMA技术通过利用不同的扩频码将多个用户信息同时传输在一个频率上,实现用户之间的隔离。
3. 多天线技术多天线技术被应用于提高系统容量和增强用户体验。
通过使用多个天线传输和接收信号,多天线技术能够提供更好的信号质量、更长的覆盖范围和更高的速率。
具体应用包括分集(diversity)和MIMO(Multiple Input Multiple Output)技术等。
4. 信道编码与纠错技术无线信道容易受到噪声和干扰的影响,因此需要使用信道编码和纠错技术来提高传输的可靠性。
例如,通过增加冗余信息和使用差错控制码(如卷积码和纠错码),可以在一定程度上实现信道的纠错和检测。
二、无线通信技术的实践教程在了解了无线通信技术的基本原理之后,我们来看一下无线通信技术的实践教程,帮助读者更好地了解和应用无线通信技术。
1. 了解无线通信系统的组成无线通信系统是由各个组成部分共同协作工作的。
了解这些组成部分的功能和相互关系,有助于我们全面认识无线通信系统。
典型的无线通信系统包括基站、无线接入点、终端用户设备等。
《无线通信多址技术》PPT课件
❖用户可以在一个新的TDMA帧开始时跳到一 个新的频率,因此避免了在一个特定信道 上的严重衰落或碰撞事件。
❖如果使两个互相干扰的基站发射机在不同 频率和不同时间发射,就避免了邻近小区 的同信道干扰问题。
❖成倍增加GSM的容量。
第二十页,共50页。
§7.5 空分多址(SDMA)
❖许多信道在一个基站中共享同一个天线,可能导 致非线性效应,产生交调频率。
代码
信信信
信
道道道
道
123
N
时间
第八页,共50页。
频率
§7.3 时分多址(TDMA)
❖ 发射数据是用缓存-突发法,省电,切换简单,不需要双工器, 不同用户分配不同的带宽;
❖ 同步开销大,必须有自适应均衡、保护时隙;
❖ 用户共享一个载波频率,利用互不交叉的时隙,时隙数取决于调制 技术、有效带宽等;
-有一定的保密性能; -由于采用相关接收方式,CDMA通信可以在信噪比很低的情况下工作,其信号具有很
强的隐蔽性;
-与TDMA和FDMA不同,CDMA是干扰受限系统,减小干扰可以直接增加系 统容量,因此,可以利用话音激活、前向纠错和扇型分区等技术提高频 带利用率;
-在CDMA蜂窝系统中,相邻小区使用相同的频率,所以它可以实现宏分集和进 行软切换。
第三页,共50页。
§7.1 概述
❖ 频分双工(FDD):为一个用户提供两个确定的频段。前向频段提 供从基站到移动台的传输,而反向频段提供从移动台到基站的传输。
❖ 在FDD中,前向和反向频段的频率分配在整个系统中是固定的。
❖ 时分双工(TDD):用时间而不是频率来提供前向链路和反向链路。前 向时隙和反向时隙之间的时间分隔很小时,用户听起来就是同时的。
无线通信技术3篇
无线通信技术第一篇:无线通信技术概述无线通信技术是指通过电磁波信号传输信息的技术,它已成为现代通信领域中不可或缺的一部分。
与有线通信技术相比,无线通信技术具有自由度高、布线简单、覆盖范围广等优点,广泛应用于移动通信、卫星通信、广播电视、无线局域网、物联网等领域。
无线通信技术的实现主要依赖于以下几个方面的技术:1. 调制解调技术:通过改变传输信号的某些特性(如振幅、频率、相位等)将信息信号转换成电磁波信号进行传输,接收端则将接收到的信号还原成原始信息信号。
2. 多址技术:为了实现多个用户同时使用无线通信频段,需要将频段划分成多个信道,再用各种多址技术实现多用户在同一频段上传输数据。
3. 多天线技术:通过增加天线数量,利用空间分集技术提高系统的覆盖范围和抗干扰能力。
4. 扩频技术:在信号传输中,通过改变信号的带宽,使其的频率占用更广的频段,从而提高信号的抗干扰能力。
无线通信技术的应用与发展与人类生活的方方面面息息相关,在未来,随着5G、6G等新一代无线通信技术的不断发展,无线通信技术将会继续推动人类社会的发展。
第二篇:移动通信技术移动通信技术是一种基于无线通信的通信方式,已成为人们日常生活中不可或缺的一部分。
美国、欧洲、中国等地都建有自己的3G、4G网络。
移动通信技术的主要特点包括以下几个方面:1. 移动性:移动通信技术可以让用户在任何时间、任何地点进行通信,完全解决了人们随时随地发起通信的需求,带来了前所未有的便利。
2. 实时性:常规移动通信技术具有高速率、低延迟的优势,可以使人们在短时间内完成信息交流和数据传输。
3. 跨越性:移动通信技术可以建立起国际通信网络,使人们在跨越不同时间和地域的情况下进行通信。
4. 个性化:移动通信技术使通讯更为个性化,用户可以根据自己的需求、喜好等自定义通信内容和方式。
移动通信技术目前主要涵盖GSM、CDMA、WCDMA等多种技术标准,其中CDMA和WCDMA技术携带更多的数据和信息,具有更高的数据传输速率和更好的保密性能,在当今的3G、4G 网络中得到了广泛应用。
无线通信多址接入技术课件
bp
bg
无线通信多址接入技术
TDMA的效率
• 每一帧的比特总数:
bT Tf R
•
T
是帧长,
f
R
是信道比特速率。
• 帧效率:
f
1
bOH bT
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
100%
无线通信多址接入技术
TDMA系统的信道数
• 总的信道数:总的TDMA时隙数。即每一信道的TDMA时隙数乘 以有效信道数。 N=(m(Btot-2B保护))/Bc
头比特
TDMA帧
信息
尾比特
时隙1 时隙2 时隙3
……
时隙n
尾比特
同步比特
信息数据 无线通信多址接入技术
保护比特
时分多址(TDMA)
• TDMA的技术特点如下:
• 多用户共享一个载波频率,时隙数取决于有效带宽和调制技术等; • 数据分组发送,不连续发送,需开关; • 由于速率较高,往往需要采用均衡器; • 系统开销大,包括保护时隙、同步时隙等; • 采用时隙重新分配的方法,为用户提高所需要的带宽。
频分多址(FDMA)
代码
信 信信 道 道道 1 23
n
频率 信 道
时间
FDMA信道配置图
无线通信多址接入技术
频分多址(FDMA) F1
f1
F
f2
2
移动台
… …
基站
f
m
Fm
W
F1 F2 F3 F4 W
Fm
f
…
T F1
FDMA示意图
无线通信多址接入技术
频分多址(FDMA)
• FDMA的技术特点如下:
• 同时支持的信道数: N=(Bt-2Bguard)/Bc
无线通信中的多址接入技术分析
无线通信中的多址接入技术分析哎呀,说起无线通信中的多址接入技术,这可真是个有趣又复杂的玩意儿!就拿我上次在咖啡店的经历来说吧。
我正坐在角落里,享受着咖啡的香气,准备放松一下。
旁边的两个年轻人,一个戴着耳机对着电脑忙碌,另一个则拿着手机不停地跟人语音聊天。
我就在想,这无线通信可真是神奇,能让他们在同一空间里,各自和不同的人交流,互不干扰。
这背后,多址接入技术功不可没啊!多址接入技术呢,简单来说,就是要解决在有限的无线资源下,让多个用户能够同时进行通信的问题。
就好像一个大蛋糕,大家都想吃,怎么分才能让每个人都满意呢?先来说说频分多址(FDMA)。
这就好比是把一条大路分成好多条小道,每条小道分配给不同的人走。
不同的用户使用不同的频率段来通信,这样就不会“撞车”啦。
不过呢,这方法有点浪费资源,就像那些小道,有的走的人多,有的几乎没人走,不太均衡。
时分多址(TDMA)呢,则像是把时间切成一段一段的。
每个人在自己规定的时间片里说话,其他时间就安静听着。
这就像我们小时候玩的轮流发言游戏,得守规矩,不然就乱套啦。
但是,如果时间片分得不好,或者有人说话时间太长,也会影响效率。
码分多址(CDMA)就有点不一样了。
它给每个用户分配一个独特的码序列,就像每个人都有一个专属的密码。
大家可以同时说话,但是通过这个密码,接收端能准确地分辨出谁在说什么。
这可厉害了,就好像在一个嘈杂的市场里,虽然大家都在嚷嚷,但你总能听到你想听的那个人的声音。
还有正交频分多址(OFDMA),它结合了频分和时分的优点。
把频率资源划分得更细,再把时间也分成小块,然后分配给不同的用户。
这就像是把大蛋糕切成小块,再精准地分给每个人,资源利用更高效啦。
在实际应用中,选择哪种多址接入技术可不是随便决定的。
比如说,在一个人口密集的城市里,手机用户多得不得了,这时候可能就需要OFDMA这样高效的技术来保障大家都能顺利通信。
而在一些偏远地区,用户没那么多,也许FDMA或者TDMA就够用了。
《无线通信多址技术》课件
未来的发展
多址技术将持续发展,以满足 日益增长的无线通信需求。
结论
无线通信多址技术是实现高效、 可靠的无线通信的重要技术之 一。
多址技术的优缺点
1
优点
- 提高无线信道利用率
- 支持多用户同时通信
2
缺点
- 复杂的调度算法
- 技术之间的干扰
未来发展趋势
1 多址技术未来发展
- 不断提高信道容量 - 加强多用户干扰管理
2 未来发展趋势
- 5G通信系统的快速发展 - 引入更高效的多址技术
总结
多址技术的应用
无线通信多址技术广泛应用于 移动通信、无线网络和卫星通 信等领域。
《无线通信多址技术》
无线通信多址技术是一种用于无线通信中实现多个用户同时传输数据的技术。 本课件将介绍多址技术的概述、分类、常见技术和未来发展趋势。
什么是无线通信多址技术?
多址技术概述
无线通信多址技术是一种将 多个用户的数据同时传输到 无线信道中的技术,以实现 高效的通信。
分类
无线通信多址技术主要分为 时分多址技术(TDMA)、频分 多址技术(FDMA)、码分多址 技术(CDMA)和正交频分多址 技术(OFDMA)。
应用场景
- 手机通信系统 - 数字广播系统
FD M A 技术
1
频分多址技术
将通信频段划分为不同的频率带,每个
特点
2
用户占用独立的频率带进行通信。
- 抗干扰能力强
- 易于实现频段划分
3
应用场景
- 无线局域网
- 无线电广播
C D M A 技术
码分多址技术
通过使用不同的编码方式将用户数据区分开来,实现同时传输多个用户的数据。
什么是多址技术,多址技术的作用
什么是多址技术,多址技术的作用多址技术是指实现小区内多用户之间,小区内外多用户之间通信地址识别的技术。
多址技术多用于无线通信。
多址技术又称为多址接入技术。
在无线通信系统中,多用户同时通过同一个基站和其他用户进行通信,必须对不同用户和基站发出的信号赋予不同特征。
这些特征使基站从众多手机发射的信号中,区分出是哪一个用户的手机发出来的信号;各用户的手机能在基站发出的信号中,识别出哪一个是发给自己的信号。
在无线通信系统中,使用多址技术寻址。
TACS模拟通信采用的是频分复用技术,GSM数字通信采用的是频分复用和时分复用相结合的多址技术,CDMA采用码分多址技术。
由于3G系统采用码分多址技术,对扩频码的选择也就变得很重要。
IS-95系统中采用了64位Walsh函数作为扩频码,前向信道的性能可以得到保证但反向信道性能还不尽如人意。
OVSF码:互相正交的一组码。
表示法:Cch,SF,j-SF表示矩阵的阶数,也是扩频系数;j表示矩阵中的第j+1行。
由于正交特性,用来区分同一扇区内不同的信道(用户)。
是有限的,如SF=256,就是一个256阶的矩阵,共256行,就表示只有256个不同的OVSF码,只能区分256个用户。
多址技术分类多址技术是指把处于不同地点的多个用户接入一个公共传输媒质,实现各用户之间通信的技术。
多址技术多用于无线通信。
多址技术又称为“多址连接”技术。
下面以卫星通信为例说明频分多址、时分多址和码分多址的概念。
多址技术分为频分多址(FDMA)、时分多址(TDMA)、码分多址(CDMA)、空分多址(SDMA)。
频分多址是以不同的频率信道实现通信。
时分多址是以不同时隙实现通信。
码分多址是以不同的代码序列来实现通信的。
空分多址是以不同方位信息实现多址通信的。
目前,人们对正交变扩频因子码(OVSF)进行了广泛研究,希望彻底解决其生成方法、可用数目和复用等问题;同时对CDMA/PRMA多址协议也给予了极大关注被视作传统分组预约多址(PRMA)初议的扩展。
移动通信的基本技术之多址技术
为了确保用户之间的通信不受干 扰,需要精确地分配时隙,这增 加了系统的复杂性。
02
对同步要求高
03
难以支持突发业务
TDMA技术要求各用户之间的时 间同步,否则会导致通信中断或 干扰。
对于突发性的数据业务,TDMA 技术可能无法充分利用带宽。
TDMA技术的应用场景
数字移动通信系统
如全球移动通信系统(GSM),采用 TDMA技术实现了大容量和高效的数据传输 。
卫星通信系统
在卫星通信系统中,由于频谱资源的宝贵,TDMA 技术广泛应用于多路复用和多址接入。
专业无线通信领域
如公共安全、交通运输和公用事业等, TDMA技术提供了可靠和高效的通信服务。
04
CATALOGUE
CDMA(码分多址)技术
CDMA技术原理
01
码分多址(CDMA)是一种通信技术,它允许多个用户在 同一个频段上同时进行通信,而不会互相干扰。CDMA系 统使用不同的码序列对用户信号进行扩频,并在接收端通 过相关解调技术将这些信号解调出来。
在FDMA系统中,每个用户被分配一个特定的 频带,该频带在整个通信过程中保持不变。
用户之间的信号通过不同的频带进行传输,从 而实现多址通信。
FDMA技术的优缺点
优点
FDMA技术相对简单,易于实现,且 具有较强的抗干扰能力。
缺点
由于频带资源有限,随着用户数量的 增加,可用的频带会变得越来越少, 导致系统容量受限。
由于多个子载波的叠加,信号的峰均比通常较高,需要采用相应的功率放大技 术以降低峰均比。
OFDMA技术的应用场景
无线局域网(WLAN)
例如WiFi,采用OFDMA技术进行用户数 据传输。
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设备实现上相对简单
频带利用率低,带宽资源浪费 灵活性差
TDMA-OFDM
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多址接入技术
5.2 几种多址接入技术---OFDMA
FDMA-OFDM 将传输带宽划分成正交的子载波集,不同的用户占用不同 的子载波集,总资源在频率上分割。
能较好的处理突发数据
要求有较大的功率消耗
OFDMA示意图
智能天线在SDMA中的应用
智能天线作为空域处理主要手段的阵列信号处理技术,包 括高分辨阵列处理和自适应阵列天线两个主要分支,其研 究内容可分为数字波束形成技术、“陷零”技术及空间谱 估计等几个方面。 数字波束形成技术的主要目的是要使阵列天线方向图的主 瓣指向所期望的方向; “陷零”技术的主要目的是使天线的零点对准干扰方向。
码元宽度一般比信号延时扩展大,码间干扰小,不必使 用均衡技术 。
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多址接入技术
5.2 几种多址接入技术---频分多址(FDMA)
FDMA系统容量
系统容量:在一个固定的频段内,系统所能提供的最大信道数
或用户数目。 在一个FDMA蜂窝小区中,如果传播损耗与传播距离的4次方成 比例,则接收机收到的信号功率和干扰功率之比为:
N W K B B W 2 3 ( C I ) min 2 3 M ( C I ) min
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5.2 几种多址接入技术---码分多址(CDMA)
代 码
代码 4
代码 3 代码 2 代码 1 时间
众用户共用同一个载 波,并同时进行通信 传输。但每个用户具 有自己独有的伪码码 址,以与其他用户相 区分。用户窄带信息 被正交码组扩频后进 行传输。
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5.2 几种多址接入技术---空分多址(SDMA)
SDMA与FDMA/TDMA的结合
SDMA提高FDMA/TDMA蜂窝 系统容量的根本原因,在于其 对同信道干扰(CCI)的有效抑制。 对于FDMA/TDMA系统来说, 由于每个用户都有各自基于频 率或时隙划分所定义的无线信 道,所以同一小区内不存在同 信道干扰。
C I Ar
6 4
i
Ar
6
4
I
i 1
AD
i 1
4 i
小区通信系统的总信道数M=W/B和区群小区数K,由于六边形蜂窝 结构共道再用因子=D/r和区群小区数K的关系为: 3 K 小区可用信道数: W W M
N K B B 2 3 ( C I ) min 2 3 ( C I ) min
频率
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5.2 几种多址接入技术---码分多址(CDMA)
CDMA特点
CDMA系统中的用户共享同一个载波,共用时间。
CDMA主要受“软容量”限制,当用户数增多时,系统性 能下降,当用户数减少时,系统性能改善。
软切换,即用户在跨小区通信时不必先中断原连接再去与 新小区连接,而是可以实现无中断切换。 码元宽度一般比信号延时扩展小很多,多径效应比较明显。
无线通信技术
翟旭平 zhaixp@
2012-5-16
多址接入技术
多址接入技术概述
几种多址接入技术
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多址接入技术
5. 1 多址接入技术概述
提高通信资源的总数据速率有三种方法:
1 提高发射机的有效各向同性辐射功率或降低系统损耗 缺点:辐射的加剧,而降低系统损耗对于空间来说不太现 实。 2 提供更多的信道带宽 缺点:信道带宽是有限的,频谱资源是宝贵的,不可能无 限增加。 3 更高效的分配通信资源 解决方法:多址接入和多路复用
间信道(波束内)的CCI才被基站 接收,其数目一般少于智能天 线的阵元数,也意味着此时千 扰自由度小于天线自由度。
多址接入技术
5.2 几种多址接入技术---空分多址(SMA系统中的每个用户都是其它用户的干扰源 当在CDMA系统中运用智能天线实现SDMA后,进入SDMA 所定义的空间信道内的用户,数目相对来说仍然是较多的, 一般多于智能天线的阵元数目。 对于CDMA智能天线所形成的辐射方向图以最大增益主 瓣对准期望用户方向,同时,允许一部分多址干扰以较低 的增益进入基站接收机。
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5.2 几种多址接入技术---频分多址(FDMA)
FDMA特点
一个频带中同一时间只能传一路信道,但是同一个时间 能有多个用户占用信道。
该占用频带在挂机前被一直占用,即使没有数据通信时 也不允许其它用户使用频带,是所谓连续传输模式 。 由于在频域上进行划分,在接收端则需要较陡峭的滤波 器,价格比较昂贵。
多址接入技术
5.2 几种多址接入技术---时分多址(TDMA)
每个用户将占据一 个周期重复的时隙, 信道是在每一帧中 重复出现的特定时 隙,每个信道周期 性地重复占据一个 时隙。
防 护 间 隔 时隙 1 时隙 2
防 护 间 隔 时隙 3
t1
t2
t3 时间
t4
t5
t6 通信与信息工程学院
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5.2 几种多址接入技术---频分多址(FDMA)
f5 频带 3
f4
频 率
防护频带 频带 2
f3
f2 f1
防护频带
信道总频带被分 割成若干个间隔 相等且互不相交 的子频带(地址), 每个子频带分配 给一个用户, 每 个子频带在同一 时间只能供给一 个用户使用。
频带 1
f0 通信与信息工程学院
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5.2 几种多址接入技术---OFDMA
正交频分多址(OFDMA)
OFDM(正交频分复用)技术
+
TDMA FDMA多址接入三者之一 CDMA
的一种新的多用户通信系统的接入方式。
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5.2 几种多址接入技术---OFDMA
CDMA-OFDM 每个用户通过不同的扩频码字来共享同一个OFDM符号, 但这种方式存在着严重的多用户干扰。 TDMA-OFDM 在一段时间内将全部的频带分配给一个特定的用户 全部资源在时间轴上进行分割
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5.2 几种多址接入技术---空分多址(SDMA)
SDMA是基于智能 天线技术,用波 束赋形来分隔不 同方向的用户, 使同一组资源可 以在不同方向上 复用。空间的划 分代表不同的用 户或者用户群, 在中心的时间、 频率及代码可以 与空间一起使用 作为划分用户的 工具。
FDMA-OFDM 通信与信息工程学院
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5.2 几种多址接入技术---OFDMA
OFDMA 结合了传统的FDMA和TDMA的特点 通过为每个用户在不同的时间片提供不同的可用子载波来 实现多用户接入。
其中不同颜色代表了不同的用户, 在不同的时间占用不同的频谱资源。
优秀的抗干扰能力 高效的频谱利用率
相比FDMA不需要陡峭的滤波器,所以价格比较便宜。 信息传输速率比较高,码元宽度一般比信号延时扩展小, 容易产生码间干扰,所以要采用均衡技术。
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5.2 几种多址接入技术---时分多址(TDMA)
假设一个TDMA频道含有n个时隙,那么每个频道里的用 户容量就比FDMA多出了n倍,TDMA在一个频道上用n 个时隙来传n个话音,它所占用的频道带宽比FDMA要大 n倍。二者的系统容量是一样的。 TDMA的系统容量为:
空间 2
空间 1
时间 代码 频率
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5.2 几种多址接入技术---空分多址(SDMA) SDMA特点
降低了信号全向发射带来的电磁污染与相互干扰,有方向 性的发送信息加入天线的方向性,使得在某一方向上的输出 功率比全向天线在同样要求下的小的多。 波束可以使用相同频率(TDMA模式),也可以使用不同 频率(FDMA模式),甚至可以使用CDMA,是一种十分自由 的接入方式。 充分利用了资源,由于可以与多种介入方式混合使用,可 以提高频带的利用率。 SDMA不受限于任何调制方式和空中接口协议。 扩大蜂窝系统的覆盖范围,降低系统整体造价和改善系统 管理。
5.2 几种多址接入技术---时分多址(TDMA)
TDMA特点
在TDMA方式中,若干用户共用一个载波,但占用不同的 时隙。同一个时间内只有一个用户在占用信道。每帧的时隙数 取决于不同的调制方式和带宽。 由于一个用户只占用一个时隙,从连接开始到连接结束, 用户并非一直占用整个频带,所以是非连续传输模式。
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5.2 几种多址接入技术---空分多址(SDMA)
SDMA的缺点:
由于智能天线阵元数目有限,导致其形成的波束具有一定宽 度,这意味着SDMA所建立的空间信道难以做到理想的“狭 窄”。 当大量用户处于同一方向时,SDMA划分的空间信道中仍存 在很强的多址干扰。 在时延较大时(时延超过码片宽度),SDMA难以解决用户多 径信号间的符号间干扰。
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5.2 几种多址接入技术---空分多址(SDMA)
智能天线方向图
用户1一4拥有相同的 频率、时隙和扩频码 字,方向图中主瓣对 准的方向为用户方向, 四个主瓣把空间分隔 开,每个用户使用相 同的频率、编码、时 隙,互相并不干扰。
多址接入技术
5.2 几种多址接入技术---空分多址(SDMA)