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移动通信多址方式概述 2009-06-21 16:09 移动通信系统中是以信道来区分通信对象的，每个信道只容纳一个用户进行通话，许多同时通话的用户，相互以信道来区分，这就涉及到多址接入技术。 地面移动通信网中存在许多基站（BS）和移动台（MS），BS之间（包括BS与MSC之间等）的通信由专用的中继链路（可以是有线方式，也可以是无线方式）连接，没有多址接入问题。而MS之间、MS与其他电信用户之间的通信要通过BS转接才能实现，因此，在一个BS和它所辖服务区内众多MS之间的通信存在多址接入问题。 “多址接入”可归纳为：一方面，在上行链路（MS→BS）上，要解决BS应如何识别出不同MS发来的信号，各MS应如何编排和发射自己的信号以便BS能正确接收的问题；另一方面，在下行链路（BS→MS）上，要解决BS应如何编排和发射发送给众多MS的信号以便每个MS都能正确接收，MS应如何从BS发给众多移动台的混合信号中识别出发给自己的信号的问题。 回顾移动通信的发展过程以及目前的技术实现条件，移动通信系统使用的多址接入方式主要有FDMA、TDMA和CDMA这三种方式。当以传输信号的载波频率的不同划分来建立多址接入时，称为频分多址方式（FDMA）；当以传输信号存在的时间不同划分来建立多址接入时，称为时分多址方式（TDMA）；当以传输信号的码型不同划分来建立多址接入时，称为码分多址方式（CDMA）。 频分多址FDMA FDMA是移动通信中最早应用的多址方式，FDMA中频分的方法是为每一个请求服务的用户分配一对专用载频（一对无线频道），在该用户接受服务期间其他用户不能共享这对载频。 FDMA系统中的干扰问题 ①互调干扰 互调干扰是指系统内由于非线性器件产生的各种组合频率成分落入本频道接收机通带内造成的对有用信号的干扰。 ②邻道干扰 邻道干扰是指相邻频道信号中存在的寄生辐射落入本频道接收机带内造成的对有用信号的干扰。 ③同频道干扰 同频道干扰一般是指相同频率电台之间的干扰。在蜂窝系统中，同频道干扰是指相邻区群中同信道信号之间造成的干扰。它与蜂窝结构和频率规划密切相关。为了减少同频道干扰，需要合理地选定蜂窝结构与频率规划，表现为系统设计中对同频道干扰抑制因子Q的选择。 式中，D为同信道小区的距离（即同频小区的距离）；R为小区半径。 FDMA系统的特点 ① FDMA信道每次只能传送一路电话。 ② 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。 ③ 符号时间与平均延迟扩展相比较是很大的。 ④ 移动台较简单，和模拟的较接近。 ⑤ 基站复杂庞大，重复设置收发信设备。 ⑥ 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，从而限制邻近信道间的相互干扰。 ⑦ 越区切换较为复杂和困难。 时分多址TDMA 时分多址中的“址”是一个时隙。TDMA是在一个载频上，把时间分成周期性的帧，每一帧又进一步分成若干个时隙（在GSM中每一帧有8个时隙），帧和时隙在时间上均不重叠，每个时隙就是一个通信信道，当移动台需要收、发信息的时候，系统分配一个时隙给该移动台。每个移动台只能够在系统指定的时隙内向基站发送信号，在系统实现同步的条件下基站可以在各时隙中正确收到移动台发来的信号。同样在系统同步的条件下，各个移动台能够在系统指定的时隙内，从基站发射的各路信号中分离出发给自己的信号。TDMA系统对于任何一个移动台的信息发射都不是连续的。 TDMA系统的特点 ①多用户共享单一载频，每个用户占用彼此不重叠的时隙。抗干扰能力强，频率利用率高，系统容量大。 ②数据不是连续的而是以突发的方式发射，因而耗电较少。 ③与FDMA信道相比，传输速率较高，需采用自适应均衡。 ④由于系统发射是不连续的，移动台可以在空闲的时隙里监听其他基站，从而使其越区切换过程大为简化，越区切换简单。 ⑤TDMA必须留有一定的保护时间（或相应的保护比特）。 ⑥TDMA系统必须有精确的定时和同步，保证各移动台发送的信号不会在基站发生重叠或混淆，并且能准确地在指定的时隙中接收基站发给它的信号。 ⑦TDMA用不同的时隙来发射和接收，因此不需双工器，基站复杂性减小。 码分多址CDMA 码分多址是以不同的地址码字，对应到电路上就是不同的脉冲波形，来区分不同的基站和移动台的，这些地址码字在相位上彼此正交。CDMA移动通信系统工作示意图如下所示。 由于多址的依据是码字的自相关与互相关，与频率、时间没有联系，CDMA系统中各基站和移动台可以在相同的频率上，在相同的时刻同时发射和接收信号，也即频率和时间对CDMA系统的信号发射没有约束。 CDMA的关键是所用扩频码有多少个不同的互相正交的码序列，就有多少个不同的地址码，也就有多少个码分信道。为了扩大系统容