第4章-多址技术PPT.pptVIP

1 第4章 多址技术 2 提要 一、多路复用和多址接入 二、频分多址（FDMA） 三、时分多址（TDMA） 四、码分多址（CDMA） 五、三种多址技术的RF利用方式 六、ALOHA 3 4 一、多路复用和多址接入 多路复用：多路复用是利用一条信道同时传输 多路信号的一种技术，可以解决在同一信道内同时 传送多个信号的问题。 常见的多路复用方式有 频分复用FDM 时分复用TDM 码分复用CDM 波分复用WDM 5 多址接入：指多个通信站的射频信号在射频信道上的复用，以实现各个通信站之间的通信。 多址接入和多路复用的关系：理论基础都是信号的正交分割原理。但多址接入是指多个电台或通信站发射的信号在射频信道上的复用，以达到各台、站之间同一时间、同一方向的用户间的多边通信；多路复用是指一个电台或通信站内的多路低频信号在群频信道（即基带信道）上的复用，以达到两个台、站之间双边点对点的通信。 8 多路复用 多址技术 9 双工方式 双工是指通信双方能够同时进行双向传送消息的一种通信方式。 频分双工（FDD）：收发频率分开，接收设备通过滤波器分离各路信号 特点：需要合理安排频率 时分双工（TDD）：收发共用一个频率，收发信号通过开关来控制 特点：收发存在时间间隔 10 不同系统的多址技术 蜂窝移动通信系统 多址技术 高级移动电话系统（AMPS） FDMA/FDD 全球移动通信系统（GSM） TDMA/FDD 美国数字蜂窝（USDC） TDMA/TDD 日本数字蜂窝（JDC） TDMA/TDD 英国CT-2（数字无绳电话） FDMA/TDD 欧洲数字无绳电话（DECT） FDMA/TDD 美国窄带扩频（IS－95） CDMA/FDD 11 4.2 频分多址(FDMA)技术 当多个地球站共用卫星转发器时，如果根据配置的载波频率的不同来区分地球站的地址，这种多址联接方式就为频分多址。 各地球站配置不同的频率，这种频率配置可以是预先固定指配的，也可以是按需分配的。 根据是否使用基带信号复用，可分为多路单载波(MCPC)和单路单载波(SCPC)方式。 12 13 4.2.1 MCPC和SCPC 多路单载波-频分多址(MCPC-FDMA)方式 每个地球站分配一个专用载波，首先把所有要发射的基带信号复用在一起，然后调制、上变频，将频率变换到指定频率 ，最后再以FDMA方式发射和接收。因此，经卫星转发的每个载波所传送的是多路信号。 14 15 单路单载波-频分多址 (SCPC-FDMA)方式 在一路载波上只传送一路话音或数据。 特点： 可采用“话音激活”技术 可减小互调干扰 可实现数模兼容，提高使用的机动性和灵活性。 由于这种系统设备简单、经济灵活、线路易于改动，特别适用于站址多，业务量小的场合应用。 16 4.2.2 FDMA的非线性效应和交调干扰 卫星转发器中采用了高功率放大器(HPA, High Power Amplifier)，FDMA的一个卫星转发器的功率放大器，可以同时放大多个载波信号(几个、十几个甚至几百个载波) 。 为了提高功率效率，很多高功率放大器工作组饱和状态，从而导致了非线性效应。 17 18 转发器在多载波工作时，由于放大器的非线性，从而将产生各种新的组合频率成分，这些组合频率有时会恰好等于或接近有用信号频率而顺利通过接收机，就会产生干扰，称为互调干扰，从而使接收机的信噪比恶化，降低通信质量。 为了避免交调干扰，所有载波的总功率应该不超过转发器的线性功率，以使转发器工作在线性条件下。因此，发射功率输出电平要比饱和点电平足够低 (称电平“回退”补偿)，以保证HPA的线性，因此功率利用率不高。 19 FDMA的优点 技术成熟、设备简单、不需网同步、工作可靠、可直接与地面频分制线路接口、工作于大容量线路时效率高，特别适用于站少而容量大的场合。 20 FDMA的缺点： 任一地球站为了能接收其他地球站的信号，都必须设有除本站外的所有下行频率的接收电路； 转发器要同时放大多个载波，容易形成互调干扰。为了减少互调干扰，必须进行电平“回退”补偿，功率利用率不高； 需要保护频带，故频带利用率不高。 各上行链路功率电平要求基本一致，否则容易引起强信号抑制弱信号现象，因此大小站不易兼容； 21 图4-2 FDMA的地球站框图 22 频谱实际占用度 令表示转发器带宽的实际占用比例，那么设转发器带宽的dB表示为[BTR]，单载波带宽的dB表示为[Bc]，K为FDMA载波数。有K=  BTR / Bc [Bc]＝[]+ [BTR]-[K] 23 FDMA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 +B保护）/ (Bc + B保护）