第十二章(第十五章)多信道和多载波系统,多用户通信.pptVIP

第十二章（第十五章）  多信道和多载波系统， 多用户通信 一. 多信道数字通信 1. 多信道数字信号传输系统的数学模型 —— 信道数 —— 信号波形数目 由L条信道接收到的信号 —— 衰减因子 —— 相移 —— 噪声 2. 相干检测 非相干检测 M元正交信号 二. 多载波通信 发送信号功率的频率分布为 理想带限AWGN信道的容量 C 容量 比特/s W 信道带宽 平均发送功率 在多载波系统中，子信道的容量为： 信道总容量 积分表示 多载波调制提供一个能产生接近于容量的传输 速率的解决方案，将可用的信道带宽划分为若干较 窄的宽度 的子带。 每个子带中的信号可以独立编码，并以同步符 号速率 且最佳功率配置 来调制。 如果 足够小，那么 在每个子带范围内基 本上是常数，因为ISI可以忽略，因此没有均衡的必 要。 三. 多用户信道 1. 多址技术 时分多址（TDMA）：常用于数据和数字语音的传输 把持续时间 （帧持续时间）划分为K个互 不重叠的子间隔，每个间隙的持续时间为 ， 然后，每个要发送信息的用户都分配一帧中的一 个特定时隙。 频分多址（FDMA）：有限信道，多用户语音和数据传输 把可用信道带宽划分为许多频率互不重叠的 子信道，并按用户请求把子信道分配给每个用户。 码分多址（CDMA）： 应用直接序列扩频来达到多个用户分享一条信 道或子信道。 每个用户分配一个惟一的码序列或特征序列， 该序列允许用户将信息信号扩展到所分配的整个频 带。 在接收端，通过求接收信号与每一个可能的用 户特征序列的互相关，可分离出各用户信号。 2. 多址方式的容量 单用户的容量 为加性噪声的功率密度谱 W 带宽 P 平均功率 ① 在FDMA中，每个用户分配一个带宽 K个用户： 总容量等效于具有平均功率 的单个用户的容量。 ⅰ 对于一个固定的带宽W，随着用户数K增加，总容量增大。 ⅱ 随着K的增大，每个用户分配到较小的带宽 ，分配给每个用户的容量减小。 ② 在TDMA中，每个用户在 时间内通过带宽为W的信道以平均功率 发送信号。 每用户容量为： K很大时，无法实现 （发射机功率有限） ③ 在CDMA中，每个用户发送一个带宽为W，平均功率为P的伪随机信号。 系统容量取决于K个用户协同工作的程度。 假设每个用户的伪随机信号波形是高斯的，则每个用户将受到功率为 的高斯干扰和功率为 的加性高斯噪声的恶化。 每个用户的容量为 四. CDMA —— 第三代移动通信网络 1. UMTS网络（WCDMA） UMTS（Universal Mobile Telecommunications System）网络 ① 数字网络，采用包交换和电路交换两种方式进行交换； ② GSM网络向第三代移动通信过渡的目标； ③ 空中无线技术 WCDMA，占用5MHz的带宽； ④ 理论传输速率2Mbps，慢速移动可达384Kbps； ⑤ 基于TCP/IP协议开发，可以无缝与互联网互联互通； ⑥ 通过GGSN（Gate GPRS Support Node） （网关支持节点）提供外部数据网络互连互通。 2. CDMA 2000网络 ① 数字网络，采用包交换和电路交换两种方式进行 交换； ② 是IS-95 CDMA向第三代移动通信过渡的目标； ③ 空中无线技术 CDMA，占用1.2288MHz的带宽的 整数倍，即1X或3X； ④ 理论上，CDMA 2000 1X提供307.2Kbps传输速率，CDMA 2000 3X提供1036.8Kbps传输速率， 各厂家实际支持为153.6Kbps，实际达到140Kbps； ⑤ 基于TCP/IP协议开发，可以无缝与互联网互通； ⑥ 通过